機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)(參考版)
2024-08-26 22:14本頁(yè)面
【正文】 。 小 結(jié) 本文從理論分析和大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)探討機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)化匹配，機(jī)械增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)化要綜合考慮動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放相互間的影響 ,在熱力學(xué)開(kāi)發(fā)初期，主要以增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩、功率輸出最大化，以及降低油耗為目標(biāo)，同時(shí)需要兼顧增壓后的發(fā)動(dòng)機(jī)原始排放和低速穩(wěn)定性，通過(guò)大量模擬分析和試驗(yàn)來(lái)達(dá)到性能排放的最優(yōu)化。表 1是與基礎(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)部分參數(shù)對(duì)比。 特別注意：電子旁通閥和機(jī)械真空旁通閥 電子旁通閥不受真空度限制可以很方便靈活的控制旁通系統(tǒng)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)部分負(fù)荷的燃油經(jīng)濟(jì)性有好處；機(jī)械真空旁通閥受節(jié)氣門(mén)體真空度限制部分負(fù)荷的燃油經(jīng)濟(jì)性會(huì)有惡化。 這種旁通閥的開(kāi)啟曲線特性是通過(guò)仔細(xì)研究節(jié)氣門(mén)體真空度和機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)部分負(fù)荷所需要增壓比得出來(lái)的參數(shù)，機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)與旁通閥系統(tǒng)優(yōu)化匹配，大大降低了發(fā)動(dòng)機(jī)部分負(fù)荷時(shí)的燃油消耗率。 其旁通閥的主要參數(shù)如下：旁通閥開(kāi)啟真空度 90mmHg，完全開(kāi)啟真空度 250mmHg，而旁通閥完全關(guān)閉真空度 76mmHg。通過(guò)真空?qǐng)?zhí)行器里的膜片推動(dòng)拉桿來(lái)操縱旁通閥片 開(kāi)度，其旁通閥片開(kāi)度與推桿的行程成比例，而推桿的行程完全由真空?qǐng)?zhí)行器的真空度決定。本文討論的這款機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其旁通閥系統(tǒng)設(shè)計(jì)非常獨(dú)特：既不是常用的電磁閥控制真空膜片式旁通閥；也不是步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的旁通閥，而是一種自調(diào)節(jié)機(jī)械操縱真空膜片式旁通閥。根據(jù)機(jī)械增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配計(jì)算，要求在發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率點(diǎn)和最大扭矩點(diǎn)，中冷后的進(jìn)氣溫度不允許超過(guò) 65℃ ；中冷器前后的最大進(jìn)氣壓降不超過(guò) 8KPa；中冷器效率大于 75%，以此來(lái)定義中冷器的尺寸。增壓空氣的中冷效果取決于熱交換器的大小，冷卻介質(zhì)溫度以及冷卻介質(zhì)的流量等因素。如圖顯示，不同氣門(mén)重疊角高度對(duì)機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。氣門(mén)重疊角的選擇需要考慮進(jìn)氣門(mén)處與排氣門(mén)處的壓力之比，特別是怠速時(shí)進(jìn)氣管內(nèi)的真空度。 不同壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出對(duì)比圖 、氣門(mén)重疊角 合適的氣門(mén)重疊角對(duì)于機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提高有很重要的作用： 氣門(mén)重疊角比較大，不僅會(huì)使廢氣發(fā)生倒流，進(jìn)入到進(jìn)氣道中，從而使得缸內(nèi)殘余廢氣系數(shù)超過(guò)穩(wěn)定燃燒的極限而造成燃燒不穩(wěn)定，甚至發(fā)生失火，而且會(huì)使機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在高速大負(fù)荷時(shí)，由于進(jìn)氣管內(nèi)壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于排氣管內(nèi)的壓力，所以在進(jìn)排氣門(mén)同時(shí)打開(kāi)時(shí)，會(huì)使得新鮮混合氣被掃入排氣管中，而造成 HC排放過(guò)高。應(yīng)使壓縮比與增壓壓力合理匹配才能顯著增大發(fā)動(dòng)機(jī)的升功率和升扭矩，同時(shí)燃油經(jīng)濟(jì)性也不會(huì)明顯惡化。隨著壓縮比的提高，汽缸中的最高壓力提高，機(jī)械損失增大，啟動(dòng)變得困難。一般來(lái)說(shuō)，機(jī)械增壓發(fā)動(dòng) 機(jī)對(duì)排氣歧管設(shè)計(jì)要求與自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)似，基礎(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管為典型螃蟹型等長(zhǎng)度管道設(shè)計(jì)，根據(jù) CFD計(jì)算分析和評(píng)估，非常適合機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，這一點(diǎn)與渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)不同，渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)排氣歧管內(nèi)氣流脈動(dòng)效果考慮較多，對(duì)排氣歧管長(zhǎng)度、截面直徑、形狀等設(shè)計(jì)匹配也復(fù)雜很多。因布置方面的原因，進(jìn)氣歧管是全新設(shè)計(jì)，最初試驗(yàn)把兩種長(zhǎng)度（ 100mm和200mm）的進(jìn)氣歧管放在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上測(cè)試，試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩和功率曲線幾乎重疊，試驗(yàn)和計(jì)算表明進(jìn)氣歧管長(zhǎng)度和諧振腔容積對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出性能（功率、扭矩等）影響很小。 機(jī)械增壓器全特性圖 外特性機(jī)械增壓器效率圖 、進(jìn)氣道和排氣道 增壓發(fā)動(dòng)機(jī)由于進(jìn)氣管內(nèi)的壓力大于大氣壓力，所以在進(jìn)氣量會(huì)比自然吸氣的發(fā)動(dòng)機(jī)增加很多，所以在氣道的選擇
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