发动机负荷率与节能

合集下载

发动机的性能指标

发动机的性能指标

发动机的性能指标发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点,并作为评价各类发动机性能优劣的依据。

同时,发动机性能指标的建立还促进了发动机结构的不断改进和创新。

因此,发动机构造的变革和多样性是与发动机性能指标的不断完善和提高密切相关的。

一、动力性指标动力性指标是表征发动机作功能力大小的指标,一般用发动机的有效转矩、有效功率、转速和平均有效压力等作为评价发动机动力性好坏的指标。

1.有效转矩发动机对外输出的转矩称为有效转矩,记作Te,单位为N·m 。

有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动机对外输出的有效功。

2.有效功率发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率,记作pe 单位为KW。

它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。

发动机的有效功率可以用台架试验方法测定,也可用测功器测定有效转矩和曲轴角速度,然后用公式计算出发动机的有效功率pe:式中:Te—有效转矩,N·m;n—曲轴转速,r/min。

3.发动机转速发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速,用n 表示,单位为r/min 。

发动机转速的高低,关系到单位时间内作功次数的多少或发动机有效功率的大小,即发动机的有效功率随转速的不同而改变。

因此,在说明发动机有效功率的大小时,必须同时指明其相应的转速。

在发动机产品标牌上规定的有效功率及其相应的转速分别称作标定功率和标定转速。

发动机在标定功率和标定转速下的工作状况称作标定工况。

标定功率不是发动机所能发出的最大功率,它是根据发动机用途而制定的有效功率最大使用限度。

同一种型号的发动机,当其用途不同时,其标定功率值并不相同。

有效转矩也随发动机工况而变化。

因此,汽车发动机以其所能输出的最大转矩及其相应的转速作为评价发动机动力性的一个指标。

4.平均有效压力单位气缸工作容积发出的有效功称为平均有效压力,记作pme,单位为MPa 。

显然,平均有效压力越大,发动机的作功能力越强。

二、经济性指标发动机经济性指标包括有效热效率和有效燃油消耗率等。

发动机负荷特性曲线精

发动机负荷特性曲线精

发动机负荷特性曲线2006-9-6发动机诸性能特性中有一个叫做负荷特性,它是指当发动机转速一定时,经济性指标的有效比燃油消耗量随发动机负荷的变化关系。

利用这一变化曲线,可最全面地确定发动机在各种负荷和转速时的经济性。

在了解负荷特性前,首先要知道有效比燃油消耗量是什么。

衡量汽车耗油量大小一般用汽车在规定的速度下行驶100公里路程的实际耗油量(升)计算。

例如汽车技术参数上常见有“90公里/小时等速”时100公里耗油量的参数,这是衡量汽车经济性指标。

衡量发动机经济性指标,工程技术人员用有效比燃油消耗量这一个指标,简称油耗率,用ge表示,它指每小时单位有效功率消耗的燃油量,单位是g/kw.h。

当然,衡量发动机经济性还有其它指标,由于与本文关系不大不作介绍。

发动机分为汽油机和柴油机两大类。

汽油机是依靠节气门调节负荷的,因此汽油机负荷特性又称节流特性;柴油机是靠改变喷油量来调节负荷的,通过喷油量变化改变混合气成份,因此柴油机负荷特性又称燃油调整特性。

由于发动机转速是经常变化的,需要测定发动机不同转速下的负荷特性,才能全面评价不同转速和不同负荷下发动机的燃油经济性。

发动机负荷特性的读取在试验台架上进行。

以汽油机为例,启动发动机后逐渐开启节气门,直至最大,同时调节载荷使发动机保持某一转速稳定运行,测定此工况下发动机输出功率及燃油消耗量。

然后再关小节气门,调整载荷使发动机保持转速不变再测定。

如此依次进行下去,直到发动机能保持稳定工作的最小节气门开度,得到不同负荷和转速下的燃油消耗量。

不同转速下的发动机负荷特性曲线变化的趋势是差不多,只是具体数值的不同。

普通汽油机负荷特性曲线的特征,开始启动时ge最大(此时需要浓混合气),但随节气门逐渐开启负荷增大而ge减少直至最低点,此时节气门接近全开。

继续开大节气门,ge又会开始上升,曲线呈现一条内凹抛物线。

曲线的最小ge值越低越好,同时ge随负荷的变化越平缓,发动机在不同负荷下工作的经济牲越好。

发动机利用率-概述说明以及解释

发动机利用率-概述说明以及解释

发动机利用率-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述发动机利用率是指发动机在工作过程中所产生的有效功率与输入的能量之间的比值。

它是评估发动机性能的重要指标之一。

发动机利用率的高低直接关系着能源的利用效率和经济性,对于降低能源消耗、减少环境污染具有重要意义。

发动机是现代交通工具的核心组成部分,无论是汽车、飞机还是船舶,都需要发动机来提供动力。

然而,由于内燃机的能量转换过程中存在能量损失,导致发动机的利用率相对较低。

本文旨在探讨发动机利用率的定义、影响发动机利用率的因素以及提高发动机利用率的方法。

通过深入研究和分析,希望能够为发动机效率的提升提供一定的理论依据和实践指导。

在下一节中,我们将详细介绍发动机利用率的定义,以便更好地理解这一概念。

同时,我们还将探讨影响发动机利用率的因素,从不同角度分析影响发动机效率的关键因素。

最后,我们将提供一些提高发动机利用率的方法,希望能够为相关领域的研究人员和工程师提供一些建议和启示。

总之,发动机利用率对于提高能源利用效率和经济性具有重要意义。

通过深入研究和分析发动机利用率的相关内容,我们可以为提升发动机的效率和性能做出一定的贡献。

在接下来的章节中,我们将进一步展开讨论,希望读者能够有所收获。

1.2 文章结构文章结构部分的内容:文章结构部分主要介绍了本文的整体结构和各个部分的内容安排。

本文主要分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分首先对发动机利用率的概念进行了简要介绍,随后说明了文章的整体结构,并阐述了本文的目的。

引言部分的主要作用是引领读者进入文章的主题,概述研究的背景和意义。

正文部分是本文的核心部分,主要包括发动机利用率的定义、影响发动机利用率的因素和提高发动机利用率的方法三个部分。

第二部分会具体解释发动机利用率的定义,明确概念,为后续讨论打下基础。

第三部分将分析影响发动机利用率的因素,包括设计、制造、运营等各个方面,全面剖析了影响发动机利用率的关键要素。

在第四部分,将提供一些改进发动机利用率的方法,例如提高燃烧效率、减少能量损失等,旨在为提高发动机利用率提供一些建议。

了解发动机负荷特性曲线了解汽车耗油量(精)

了解发动机负荷特性曲线了解汽车耗油量(精)

了解发动机负荷特性曲线了解汽车耗油量出处:车汇通[ 2004-10-10 10:57:33 ] 作者:责任编辑:wangfen 发动机诸性能特性中有一个叫做负荷特性,它是指当发动机转速一定时,经济性指标的有效比燃油消耗量随发动机负荷的变化关系。

利用这一变化曲线,可最全面地确定发动机在各种负荷和转速时的经济性。

在了解负荷特性前,首先要知道有效比燃油消耗量是什么。

衡量汽车耗油量大小一般用汽车在规定的速度下行驶100公里路程的实际耗油量(升)计算。

例如汽车技术参数上常见有“90公里/小时等速”时100公里耗油量的参数,这是衡量汽车经济性指标。

衡量发动机经济性指标,工程技术人员用有效比燃油消耗量这一个指标,简称油耗率,用ge表示,它指每小时单位有效功率消耗的燃油量,单位是g/kw.h。

当然,衡量发动机经济性还有其它指标,由于与本文关系不大不作介绍。

发动机分为汽油机和柴油机两大类。

汽油机是依靠节气门调节负荷的,因此汽油机负荷特性又称节流特性;柴油机是靠改变喷油量来调节负荷的,通过喷油量变化改变混合气成份,因此柴油机负荷特性又称燃油调整特性。

由于发动机转速是经常变化的,需要测定发动机不同转速下的负荷特性,才能全面评价不同转速和不同负荷下发动机的燃油经济性。

发动机负荷特性的读取在试验台架上进行。

以汽油机为例,启动发动机后逐渐开启节气门,直至最大,同时调节载荷使发动机保持某一转速稳定运行,测定此工况下发动机输出功率及燃油消耗量。

然后再关小节气门,调整载荷使发动机保持转速不变再测定。

如此依次进行下去,直到发动机能保持稳定工作的最小节气门开度,得到不同负荷和转速下的燃油消耗量。

不同转速下的发动机负荷特性曲线变化的趋势是差不多,只是具体数值的不同。

普通汽油机负荷特性曲线的特征,开始启动时ge最大(此时需要浓混合气),但随节气门逐渐开启负荷增大而ge减少直至最低点,此时节气门接近全开。

继续开大节气门,ge又会开始上升,曲线呈现一条内凹抛物线。

发动机方面对燃油经济性的影响发动机负荷率共22页

发动机方面对燃油经济性的影响发动机负荷率共22页
文 家 。汉 族 ,东 晋 浔阳 柴桑 人 (今 江西 九江 ) 。曾 做过 几 年小 官, 后辞 官 回家 ,从 此 隐居 ,田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材, 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
发动机方面对燃油经济性的影响发动 机负荷率
6
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ













7、翩翩新 来燕,双双入我庐 ,先巢故尚在,相 将还旧居。
8













9、 陶渊 明( 约 365年 —427年 ),字 元亮, (又 一说名 潜,字 渊明 )号五 柳先生 ,私 谥“靖 节”, 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
1
0















谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智,自知者明。胜人者有力,自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利

汽车理论余志生课后习题答案第二章汽车燃油经济性

汽车理论余志生课后习题答案第二章汽车燃油经济性

第二章、“车开得慢,油门踩得小,就—定省油”,或“只要发动机省油,汽车就必然省油”,这两种说法对不对?答:均不正确。

①由燃油消耗率曲线知:汽车在中等转速、较大档位上才是最省油的。

现在,后备功率较小,发动机负荷率较高燃油消耗率低,百千米燃油消耗量较小。

②发动机负荷率高只是汽车省油的一个方面,另一方面汽车列车的质量利用系数(即装载质量与整备质量之比)大小也关系汽车是不是省油。

,、试述无级变速器与汽车动力性、燃油经济性的关系。

提示:①采纳无级变速后,理论上克服了发动机特性曲线的缺点,使汽车具有与等功率发动机一样的驱动功率,充分发挥了内燃机的功率,大地改善了汽车动力性。

②同时,发动机的负荷率高,用无级变速后,使发动机在最经济工况机遇增多,提高了燃油经济性。

、用发动机的“最小燃油消耗特性”和克服行驶阻力应提供的功率曲线, 确信保证发动机在最经济工况下工作的“无级变速器调剂特性”。

答: 无级变速器传动比I’与发动机转速及期限和行驶速度之间有如下关系:a a u n A u ==0i nr 0.377i'(式中A 为对某汽车而言的常数 0377.0A i r =) 当汽车一速度'u a 在必然道路沙锅行驶时,依照应该提供的功率:T wP P ηφ+='P e由“最小燃油消耗特性”曲线可求动身动机经济的工作转速为e n'。

将'u a ,e n'代入上式,即得无级变速器应有的传动比i ’。

带同一φ植的道路上,不同车速时无级变速器的调剂特性。

、如何从改良汽车底盘设计方面来提高燃油经济性?提示: ①缩减轿车总尺寸和减轻质量大型轿车费油的缘故是大幅度地增加了转动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力。

为了保证高动力性而装用的大排量发动机,行驶中负荷率低也是缘故之一。

②汽车外形与轮胎降低D C 值和采纳子午线轮胎,可显著提高燃油经济性。

、什么缘故汽车发动机与传动系统匹配不行会阻碍汽车燃油经济性与动力性?试举例说明。

负荷率和燃油消耗率的关系(二)

负荷率和燃油消耗率的关系(二)

负荷率和燃油消耗率的关系(二)
负荷率和燃油消耗率的关系
1. 引言
在汽车工程中,负荷率是衡量发动机运行状态的重要参数,而燃
油消耗率则是衡量发动机燃油利用率的指标。

本文将探讨负荷率和燃
油消耗率之间的关系。

2. 负荷率对燃油消耗率的影响
•负荷率越高,燃油消耗率越高
•负荷率越低,燃油消耗率越低
3. 解释说明
由于发动机的设计和工作原理,负荷率和燃油消耗率之间存在一
定的关系。

主要原因有以下几点:
•燃烧效率影响:发动机在不同负荷率下燃烧效率各异。

在负荷率较高的情况下,发动机需要更多燃油来提供足够的动力
输出。

而在负荷率较低的情况下,发动机处于轻负荷状态,燃烧
效率相对较低,燃油消耗率也会有所增加。

•摩擦损失:发动机在高负荷率下工作时,内部运转所产生的各种摩擦力会增加,从而增加了燃油的损耗。

而在负荷率
较低的情况下,发动机的摩擦损失相对较小,导致燃油消耗率降低。

•传动损耗:在高负荷率下,传动系统的工作负荷也会增加,从而导致额外的能量损耗,增加燃油消耗率。

而在低负荷率下,传动损耗相对较低,导致燃油利用率提高。

4. 总结
负荷率和燃油消耗率之间存在一定的关系,一般情况下,负荷率越高,燃油消耗率越高;负荷率越低,燃油消耗率越低。

这是由于发动机在不同负荷率下燃烧效率、摩擦损失和传动损耗等因素的影响所致。

深入了解和掌握这一关系,对于改善汽车燃油效率和设计高效的发动机具有重要意义。

发动机负荷率

发动机负荷率

g e , 阻力功率 m (Pf
ml/s(单位时间油耗)
Pw )
式中:P ——发动机功率,kw;
g e ——燃料消耗率,g/kw.h;
r ——燃料重度, 汽油为6.96 ~ 7.15, 柴油为7.94~8.13 ,N/L。
整个
Q 1P.02gVeaSrml
百公里油耗
Qs

P.g e 1.02Va r
2 2 .r
10 5 10 6
q ik i0 Vh
12.82 r
l /100km
(6)
将(5)代入(6)
Q

A

B(G


CD A 21.15
Va2
)
式中:
A

0.08
a

ik i0Vh
r
B b
T
分析:第一项——变速器速比 第二项——装载质量 第三项——车速
Va2
)
kPa
将(5)代入(1),
q

a 12.57 b.r
ik i0 .T
(G.

CD .A.Va 21.15
2
)
mg/l
(5)
又因一个发动机排量相当曲轴转两周: Q q Vh q Vh ik i0 ml/m S 2 2 .r.
换成
l /100km
即Q
qVh ik i0
1 2 (Qt0
Qt1 )t
dt 全部加速过程
Qw

n
Qi
i 1
Q1
Q2
Q3
3.等减速油耗的计算
减速时,油门关闭,并轻轻刹车,此时是怠速油耗量与减速时间乘积。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

发动机负荷率与节能汽车知识大家谈2008-11-29 17:03:21 阅读150 评论0 字号:大中小轿车个人消费的突起及消费者对轿车动力性的要求愈来愈高等因素的影响,发动机、特别是汽油机节能的问题变得比过去任何时候都更为突出。

本文探讨发动机通过提高负荷率降低比油耗的节能途径。

由於石油资源有限,国际上对限制温室气体排放的压力日益增加,轿车个人消费的突起,以及消费者对轿车动力性的要求愈来愈高等因素的影响,发动机、特别是汽油机节能的问题变得比过去任何时候都更为突出,并可能成为未来巿场竞争中决定胜负的砝码。

提高汽车燃油经济性可以从发动机、变速器、车身、底盘、轮胎和制动等多方面来着手。

与发动机有关的节能途径可以归纳为以下两大类:第一,提高发动机本身的燃油经济性。

这是指降低发动机在各种工况下的比油耗。

从热力学角度来看,有几条途径可循:提高过量空气系数(提高热效率);提高压缩比(提高热效率);提高进气管压力(减少泵气损失);优化燃油喷射(使燃烧更加完全);优化汽油机点火定时或柴油机喷油定时(提高热效率);减少热损失(提高热效率);降低摩擦损失(提高机械效率)。

第二,优化和转移发动机的工况点。

这是指尽可能地使发动机运行在最低比油耗的工况区域。

此举的节能潜力不可小看。

混合动力车之所以节能效果明显,也与此有关。

从BMW公司2001年产320d手动变速轿车4缸2.0升TDI柴油机的万有特性曲线可见:* 在整个工况範围内,只有一个极小的区域能够达到最低燃油消耗率;* 在同一台发动机中,最高燃油消耗率可以达到最低燃油消耗率的一倍,甚至更多;* 最佳燃油经济性出现在柴油机和汽油机的较高负荷率区域,因为此时的泵气损失较小。

负荷率定义为在一个确定的发动机转速下实际负荷跟该转速下的最大负荷的比值;* 最佳燃油经济性出现在一个很小的发动机转速区域内,而在此区域内燃油经济性最佳的负荷率大致为80~90%;* 燃油经济性最佳的转速区域,在现代轿车柴油机中是2500r/min上下的中速範围,在汽油机中则在较低的转速範围,即2000r/min左右;* 一般来说,提高发动机负荷率可以提高燃油经济性。

普及型轿车对最高车速的要求较低,那怕是装备一台标定功率只有30kW左右的发动机也可以勉强过得去,可是豪华型轿车对最高车速要求很高,甚至超过220km/h,所以後者装备的发动机功率可达前者的十倍,某些豪华型轿车装备了12缸V型或W型发动机,功率超过300kW。

但是,在城巿行驶工况中,汽车怠速时间长,平均车速低,不可能达到最高车速。

即使是大功率豪华型轿车,在都巿中行驶时的功率需求也只有7.5kW左右。

此时,豪华型轿车只利用了发动机标定功率的很小部分,甚至只有四十分之一。

要解决豪华型轿车在低工况下的燃油经济性问题,最有效的办法是缩小低工况下发动机实际功率和标定功率之间的差别,从而提高发动机的负荷率。

本文讨论发动机通过提高负荷率降低比油耗的节能途径。

途径一:分缸断油和可切换液压挺杆分缸断油策略,就是在低工况下切断发动机一部分气缸的燃油供应,其馀各缸就会大幅度提高其负荷率,工作在经济性和排放都大为改善的工况区域。

一旦这几个工作气缸已不能满足功率要求时,断油的气缸便恢复供油并点火工作。

这种工作方式称为分缸断油。

最简单的模式是,断油缸切断燃油供应,进、排气门照常启闭。

这种模式不能消除断油缸的泵气损失。

所以,另一种更好的模式是,使断油缸进、排气门暂停启闭,其节油潜力可以提高2至3倍,在汽油车中达到整车节油8~15%的效果,排放也可以相应地减少。

如果在断油时能够解除气门跟凸轮之间的联系,那麽就能实现这个目标。

此时,尽管凸轮还在转动,气门却不为其所动。

可切换液压挺杆就是为此而开发。

图1为德国INA(依纳)公司开发的可切换液压挺杆。

它由内挺杆和外挺杆两部分组成。

内、外挺杆可以互相分离,也可以锁定为一个整体。

真正的液压补偿元件在内挺杆里面,最终通过液压补偿元件操纵气门杆。

内凸轮接触内挺杆,外凸轮接触外挺杆。

外挺杆中的锁定柱塞可以在柱塞弹簧的压力下插入内挺杆的孔内,此时内挺杆和外挺杆连成一体,气门可以正常启闭。

内挺杆中有两个操纵柱塞,可以在机油压力下克服柱塞弹簧的压力,将锁定柱塞朝外顶回到外挺杆中,使外挺杆和内挺杆互相分离,此时尽管凸轮轴在转动,气门却不能启闭。

图1 可切换液压挺杆(资料来源:INA)左部:凸轮基圆阶段,补偿;中部:凸轮压下阶段,内外挺杆分离;右部:凸轮压下阶段,内外挺杆锁定可切换液压挺杆的工作过程分为以下两个阶段。

凸轮基圆阶段如图2左部所示,此时支承弹簧将外挺杆朝上压靠到内挺杆的挡铁上。

由於是凸轮基圆跟挺杆接触,所以液压补偿元件处在补偿阶段。

在补偿阶段,气门间隙的补偿通过内挺杆中的液压补偿元件实现,这跟在液压挺杆内发生的情况是一样的。

此时,原本外凸轮应当跟外挺杆接触,但是在外挺杆和外凸轮之间存在着微小的间隙,所以实际上没有接触。

在这一阶段中,外挺杆内的锁定柱塞是否将内、外挺杆锁定成一体无关紧要。

凸轮压下阶段这个阶段可分成两种状态来讨论。

内外挺杆分离如图1中部所示,随着凸轮的转动,同一个气门所对应的左右两个外凸轮克服支承弹簧的力,将外挺杆压下。

但是内凸轮不会将内挺杆压下,因为内凸轮只是一个圆柱体。

如果发动机机油压力足够高,以致能够克服柱塞弹簧的压力,通过操纵柱塞将锁定柱塞压回到外挺杆中,使得内外挺杆分离,那麽此时虽然外凸轮能够将外挺杆往下压,可是外挺杆却不能带动内挺杆往下运动,所以内挺杆里面的液压补偿元件也不会被压下,气门将保持静止。

如果同一个气缸的所有气门都保持不随着凸轮的旋转而开启和关闭,那麽这个气缸就被关闭了。

活塞的压缩冲程和排气冲程中,缸内气体被压缩,消耗功;吸气冲程和膨胀冲程中,已经压缩的气体发生膨胀,对外做功。

理论上,如果没有洩漏损失和热损失,那麽压缩功和膨胀功正好相抵,发动机真正损失的只有摩擦功。

内外挺杆锁定如图2右部所示,在凸轮压下阶段,如果机油压力不足以克服柱塞弹簧的压力将锁定柱塞压回到外挺杆中去,那麽柱塞弹簧就会将锁定柱塞压入内挺杆,并令其跨越内、外挺杆,使内、外挺杆锁定成一个整体。

此时,外凸轮就会通过外挺杆和锁定柱塞将内挺杆压下,内挺杆进一步将液压补偿元件压下,并开启气门。

这一过程中,会有小量机油从高压腔通过洩漏间隙流出。

由於部分气缸断油以後会影响发动机的运行平稳性,所以通常只在四缸以上的发动机中才采用这项节油技术。

梅赛德斯在1996年首次采用了分缸断油的V-8发动机。

现在这项技术在该公司的V-8和V-12发动机上都有应用。

美国的汽车生产商将向巿场推出采用分缸断油技术的新型发动机。

有人估计,从总体上看,将来美国生产的汽车将有20%左右采用分缸断油技术。

但是这些发动机主要是带有推杆的发动机。

国产轿车中的6缸汽油机如采用可切换液压挺杆的分缸断油技术,有望节能8~15%。

途径二:汽油机增压近年来,国外轿车行业愈来愈频繁地使用一个名词,叫做“downsizing”,笔者暂且将它翻译成“缩小排量”。

它的基本思路是,在保持发动机标定功率不降低的前提下,缩小发动机总排量,使得在较低负荷条件下的负荷率得以提高,达到节能的目的;而在较高负荷条件下就通过增压来达到标定功率。

如此,则经济性和动力性可以兼得。

举例来说,某自然吸气的12缸发动机排量为6升,标定功率为300kW。

可是,如果采用增压,也许将它改成6缸3升排量就可以达到同样的标定功率了。

但是,低负荷时的负荷率却提高了一倍左右。

汽油机缩小排量策略的理论基础是显而易见的。

排量较小的发动机更多地在较高负荷率下运行,所以它的节气门开度较大,吸气冲程中气缸内的真空度较低,它的泵气损失自然就比排量较大的发动机小得多。

此外,在排量较小的发动机中,由於摩擦和冷却而造成的损失也比较小。

汽油机缩小排量的核心技术其实就是增压。

增压技术用於柴油机首先是为了提高升功率,同时也为了解决碳烟和碳氢化合物排放的问题。

汽油机增压至今尚属罕见。

这是因为汽油机即使不采用增压也很容易达到和超过50kW/L的升功率,超过一般增压柴油机;此外,汽油机采用增压技术会增大爆振倾向,必须调整一下压缩比;电子控制策略方面也有一些特殊要求。

但是近年来客户对於汽车动力性的要求有增无减,汽车的最高车速愈来愈大,发动机的标定功率也随之提高,而且当今的大排量轿车发动机多数是自然吸气的汽油机。

这就给通过增压技术缩小轿车汽油机的排量以达到节能的目的留下了发展的空间。

根据当今国际巿场上客户的愿望,为了满足轿车在动力性、经济性、比重量、灵活性和停车方便等方面的要求,宁愿采取增压也不愿采取增加缸数和排量的策略来提高汽油机的功率。

1994年欧洲生产的汽油机中只有1%是增压的。

1997年欧洲生产的1,100万台汽油机中这个比例上升到了4.1%。

现在这个发展趋势还在继续。

这一动向值得中国轿车行业注意。

可变压缩比在增压汽油机的应用发动机的压缩比愈高,效率愈高。

但问题是,汽油机中提高增压压力会增大汽油机爆振倾向。

在采用了增压技术的汽油机中,全负荷时希望适当降低压缩比以抑制爆振;而部分负荷时又希望提高压缩比以提高燃油经济性。

这种情况很自然地把人们的思路带到了可变压缩比电子控制。

这是国外目前汽油机的发展方向之一。

国外一些汽车制造商正在努力开发可变压缩比的汽油机。

这种技术使得油耗可以大大地下降,同时却不会影响发动机的动力性。

德国SAAB公司在这方面居於领先地位。

该公司SVC(SAAB可变压缩比)试验发动机是一台排量为1.598升的五缸汽油机,缸径行程比为68:88mm;压缩比可在14:1(部分负荷)到8:1(全负荷)的範围内变动(见图2)。

横置式发动机的整体气缸盖可以用液压装置往後倾侧,最大可达4度。

发动机上部相对於下部的倾侧扩大了活塞到达上止点时燃烧室的容积大小,减少了压缩程度,降低了压缩比。

如果要提高压缩程度,只要重新减少整体气缸盖的倾斜度就可以了。

此时,燃烧室容积会重新减少,压缩比就提高了。

SAAB公司的发动机管理系统Trionic会根据汽油机转速、负荷和燃油质量计算出最佳压缩比,这个最佳压缩比是在不断地变化。

图2 通过液压调节装置使整体气缸盖相对於曲轴箱发生倾斜而实现压缩比的改该机的最大增压压力可达2.8bar,最大扭矩165kW和305Nm,小小的SVC1.6升增压汽油机大致达到了3.0升自然吸气发动机的水平,然而油耗比後者降低了三分之一左右。

可变压缩比在传统的自然吸气汽油机中只能减少油耗4到5个百分点。

它的全部潜力只有在带有高增压的较小排量汽油机中才能显现出来,从而达到令人惊异的功率水平。

同样引人注目的还有废气排放方面的优点:二氧化碳(CO2)排放跟油耗成正比下降,而一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOX)都满足当今世界上有效的以及正在拟议中的一切法律条文的规定。

相关文档
最新文档