发动机的进气新技术资料
合集下载
相关主题
- 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、"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、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)。
发动机的进气新技术
一、发动机的能量平衡 1、在汽油机中，发动机燃料的总能量，即 使完全燃烧的话，33%~35%为废气排出， 30%~32%为冷却系统带走的热量， 7%~9%为附件有效拖动功率和辐射等额 外消耗，只有25%~30%为有效动力输出。
2、在柴油机中，发动机燃料的总能量， 即使完全燃烧的话，30%~32%为废气排 出，28%~30%为冷却系统带走的热量， 7%~9%为附件有效拖动功率和辐射等额 外消耗，只有30%~35%为有效动力输出。
二、合理利用能量的方式： 1、进一步提高发动机有效效率 2、合理利用机外散失能量的再利用
三、提高发动机有效效率的途径和方法 1)、能量利用的现状
A-能量完全利用 B-混合加热理论循环热效率(61.5%) C-混合加热理想循环热效率(53.5)
E D
D-相对热效率（真实循环指示效率)（ηrel)(45%)
E-真实循环的有效效率（有效输出） C (38%)
B A 0 50 100
能量利用率
(1)、过程分析： A-C该过程是真实工质特性所付出的代价， 不以人的意志所转移。 C-指示功率D，表示真实动力循环趋于理 想循环的完满程度， ηrel(相对热效率） 现一般为84%，已经到较高水平。提高 已经很困难。
b）汽油机向稀燃和缸内直喷发展 和柴油机相比，易爆震，由火焰传播的 燃烧方式决定。 空燃比过大，易造成燃烧不完全，残余 废气过多，燃烧愈恶化，这样和柴油机 相比热效率相差很多。 稀燃技术最初在柴油机上应用，和缸内 直喷即可解决此类问题。
1、进入90年代，三菱汽车公司研制出来的缸内 直喷技术使稀燃技术又进了一步。目前，各大公 司都拥有自己的稀燃技术，其共同点都是利用缸 内涡流运动，使聚集在火花塞附近的混合气最浓， 先被点燃后迅速向外层推进燃烧，并有较高的压 缩比。 比较著名的三菱缸内喷注汽油机（GDI）， 可令混合比达到40:1 2、本田最新的VTEC发动机也将采用稀燃技术。 这款取名为VTEC－i 2.0升发动机将比一般本田发 动机省油20%，其特点是将VTEC技术与稀燃技 术相结合，也是当低转速时令其中一组进气门关 闭，在燃烧室内形成一道稀薄的混合气体涡流， 层状分布集结在火花塞周围作点燃引爆，从而起 到稀薄燃烧作用。
近年生产的丰田轿车，大都装配了标注有 “VVT－i”字样的发动机，VVT是英文缩写， 全称是“Variable Valve Timing”，中文意思是 “可变气门正时”，由于采用电子控制单元 （ECU）控制，因此丰田起了一个好听的中文 名称叫“智慧型可变气门正时系统”。该系统 主要控制进气门凸轮轴，又多了一个小尾巴 “i”，就是英文“Intake”（进气）的代号。这 些就是“VVT－i”的字面含义了。
可变压缩比技术: 其中气门可变驱动技术早已实现，做为重要参数的压缩比 也有人尝试由固定不变改为“随机应变”，但由于涉及压 缩比必然要涉及到整个发动机结构的改变，牵一而动百， 难度很大，长期没有进展。现在这一难题已被瑞典的绅宝 工程师克服。 近年绅宝（Saab）开发的SVC发动机以改变压缩比来控制 发动机的燃油消耗量。它的核心技术就是在缸体与缸盖之 间安装楔型滑块，缸体可以沿滑块的斜面运动，使得燃烧 室与活塞顶面的相对位置发生变化，改变燃烧室的客积， 从而改变压缩比。其压缩比范围可从8：1至14：1之间变 化。在发动机小负荷时采用高压缩比以节约燃油；在发动 机大负荷时采用低压缩比，并辅以机械增压器以实现大功 率和高扭矩输出。绅宝SVC发动机是1.6升5缸发动机，每 缸缸径68毫米，活塞行程88毫米，最大功率166千瓦，最 大扭矩305牛顿米，综合油耗比常规发动机降低了30%，并 且满足欧洲Ⅳ号排放标准。
本田汽车公司在1989年推出了自行研制 的“可变气门配气相位和气门升程电子 控制系统”，英文全称“Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System”，缩写就是“VTEC”，是世界上 第一个能同时控制气门开闭时间及升程 等两种不同情况的气门控制系统。与普 通发动机相比，VIEC发动机同样是每缸 4气门（2进2排）、凸轮轴和摇臂等，不 同的是凸轮与摇臂的数目及控制方法。
C）汽、柴油机的电子控制与可变技术 可变压缩比、可变配气相位与气门升程、 可变缸内旋流、可变进气管长度、可变 增压涡轮喷嘴截面等。 1）、发动机缸内的气流运动形式可分为 涡流、挤流、滚流和湍流四种形式。希 望能用这几种形式把燃料和空气混合的 更好。使其充分燃烧。
各种气流运动形式对加速混合气的形成 和燃烧有重要的意义，但是会带来进气 冲量损失，泵气功损失或能量损失。 最大的困难在于气流运动在高速和低速 时，强度相差过大使其在宽广转速范围 内不能良好的工作。 气流对各种结构参数比较敏感，难以精 确控制，易造成各缸工作状态不均匀。
wenku.baidu.com）、新技术及新方法
D-E有机械效率来反映，ηm=84%已达到 很高的程度，继续改善也是很不容易。 二、由以上可知，如果要提高发动机综 合性能，只能从以着手： a）改变循环方式（等容放热模式为 超膨胀发动机循环即米勒循环）。
米勒循环：即将等容放热和等压放热相结合的工作循环过程。这 是需要气缸的工作容积发生变化。 即我们经常说的可变进气门行程技术和可变压缩比技术。 可变进气门行程技术: 随着发动机气门增多和转速的增高，发动机的气门升程和正时如 果不随着变化，在一些工况下会出现难以解决的矛盾，例如如何 保证低转速时的扭矩输出和高转速时的功率输出及在这些工况下 的燃油消耗等问题，用单个节气门控制的燃油供给方式是难以完 满解决的。最好的方式就是采用多种可变化的形式“综合治理”， 因此就有可变进气管道、可变压缩比和可变气门的升程和正时来 解决这个问题，其中可变气门的升程和正时也就是可变式气门驱 动机构，是目前汽车常见的一种新技术。
一、发动机的能量平衡 1、在汽油机中，发动机燃料的总能量，即 使完全燃烧的话，33%~35%为废气排出， 30%~32%为冷却系统带走的热量， 7%~9%为附件有效拖动功率和辐射等额 外消耗，只有25%~30%为有效动力输出。
2、在柴油机中，发动机燃料的总能量， 即使完全燃烧的话，30%~32%为废气排 出，28%~30%为冷却系统带走的热量， 7%~9%为附件有效拖动功率和辐射等额 外消耗，只有30%~35%为有效动力输出。
二、合理利用能量的方式： 1、进一步提高发动机有效效率 2、合理利用机外散失能量的再利用
三、提高发动机有效效率的途径和方法 1)、能量利用的现状
A-能量完全利用 B-混合加热理论循环热效率(61.5%) C-混合加热理想循环热效率(53.5)
E D
D-相对热效率（真实循环指示效率)（ηrel)(45%)
E-真实循环的有效效率（有效输出） C (38%)
B A 0 50 100
能量利用率
(1)、过程分析： A-C该过程是真实工质特性所付出的代价， 不以人的意志所转移。 C-指示功率D，表示真实动力循环趋于理 想循环的完满程度， ηrel(相对热效率） 现一般为84%，已经到较高水平。提高 已经很困难。
b）汽油机向稀燃和缸内直喷发展 和柴油机相比，易爆震，由火焰传播的 燃烧方式决定。 空燃比过大，易造成燃烧不完全，残余 废气过多，燃烧愈恶化，这样和柴油机 相比热效率相差很多。 稀燃技术最初在柴油机上应用，和缸内 直喷即可解决此类问题。
1、进入90年代，三菱汽车公司研制出来的缸内 直喷技术使稀燃技术又进了一步。目前，各大公 司都拥有自己的稀燃技术，其共同点都是利用缸 内涡流运动，使聚集在火花塞附近的混合气最浓， 先被点燃后迅速向外层推进燃烧，并有较高的压 缩比。 比较著名的三菱缸内喷注汽油机（GDI）， 可令混合比达到40:1 2、本田最新的VTEC发动机也将采用稀燃技术。 这款取名为VTEC－i 2.0升发动机将比一般本田发 动机省油20%，其特点是将VTEC技术与稀燃技 术相结合，也是当低转速时令其中一组进气门关 闭，在燃烧室内形成一道稀薄的混合气体涡流， 层状分布集结在火花塞周围作点燃引爆，从而起 到稀薄燃烧作用。
近年生产的丰田轿车，大都装配了标注有 “VVT－i”字样的发动机，VVT是英文缩写， 全称是“Variable Valve Timing”，中文意思是 “可变气门正时”，由于采用电子控制单元 （ECU）控制，因此丰田起了一个好听的中文 名称叫“智慧型可变气门正时系统”。该系统 主要控制进气门凸轮轴，又多了一个小尾巴 “i”，就是英文“Intake”（进气）的代号。这 些就是“VVT－i”的字面含义了。
可变压缩比技术: 其中气门可变驱动技术早已实现，做为重要参数的压缩比 也有人尝试由固定不变改为“随机应变”，但由于涉及压 缩比必然要涉及到整个发动机结构的改变，牵一而动百， 难度很大，长期没有进展。现在这一难题已被瑞典的绅宝 工程师克服。 近年绅宝（Saab）开发的SVC发动机以改变压缩比来控制 发动机的燃油消耗量。它的核心技术就是在缸体与缸盖之 间安装楔型滑块，缸体可以沿滑块的斜面运动，使得燃烧 室与活塞顶面的相对位置发生变化，改变燃烧室的客积， 从而改变压缩比。其压缩比范围可从8：1至14：1之间变 化。在发动机小负荷时采用高压缩比以节约燃油；在发动 机大负荷时采用低压缩比，并辅以机械增压器以实现大功 率和高扭矩输出。绅宝SVC发动机是1.6升5缸发动机，每 缸缸径68毫米，活塞行程88毫米，最大功率166千瓦，最 大扭矩305牛顿米，综合油耗比常规发动机降低了30%，并 且满足欧洲Ⅳ号排放标准。
本田汽车公司在1989年推出了自行研制 的“可变气门配气相位和气门升程电子 控制系统”，英文全称“Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System”，缩写就是“VTEC”，是世界上 第一个能同时控制气门开闭时间及升程 等两种不同情况的气门控制系统。与普 通发动机相比，VIEC发动机同样是每缸 4气门（2进2排）、凸轮轴和摇臂等，不 同的是凸轮与摇臂的数目及控制方法。
C）汽、柴油机的电子控制与可变技术 可变压缩比、可变配气相位与气门升程、 可变缸内旋流、可变进气管长度、可变 增压涡轮喷嘴截面等。 1）、发动机缸内的气流运动形式可分为 涡流、挤流、滚流和湍流四种形式。希 望能用这几种形式把燃料和空气混合的 更好。使其充分燃烧。
各种气流运动形式对加速混合气的形成 和燃烧有重要的意义，但是会带来进气 冲量损失，泵气功损失或能量损失。 最大的困难在于气流运动在高速和低速 时，强度相差过大使其在宽广转速范围 内不能良好的工作。 气流对各种结构参数比较敏感，难以精 确控制，易造成各缸工作状态不均匀。
wenku.baidu.com）、新技术及新方法
D-E有机械效率来反映，ηm=84%已达到 很高的程度，继续改善也是很不容易。 二、由以上可知，如果要提高发动机综 合性能，只能从以着手： a）改变循环方式（等容放热模式为 超膨胀发动机循环即米勒循环）。
米勒循环：即将等容放热和等压放热相结合的工作循环过程。这 是需要气缸的工作容积发生变化。 即我们经常说的可变进气门行程技术和可变压缩比技术。 可变进气门行程技术: 随着发动机气门增多和转速的增高，发动机的气门升程和正时如 果不随着变化，在一些工况下会出现难以解决的矛盾，例如如何 保证低转速时的扭矩输出和高转速时的功率输出及在这些工况下 的燃油消耗等问题，用单个节气门控制的燃油供给方式是难以完 满解决的。最好的方式就是采用多种可变化的形式“综合治理”， 因此就有可变进气管道、可变压缩比和可变气门的升程和正时来 解决这个问题，其中可变气门的升程和正时也就是可变式气门驱 动机构，是目前汽车常见的一种新技术。