发动机新技术文本资料

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1、二、车用发动机发展趋势及提高性能的对策1.发展总趋势车用发动机主要的发展趋势有下列几个方面1）更多的采用直喷柴油机。因非直喷柴油机的比油耗比汽油机低15%~35%,而直喷柴油机的比油耗比非直喷柴油低15%左右。过去小型客车未采用柴油机作动力的原因有：外形尺寸大、质量重、加速性能差、噪音大等，现已基本克服。由于优化设计和使用高强度轻质新材料，柴油机已设计得更紧凑、更轻，改变供油规律，采用两阶段喷油泵及双弹簧作用喷油器可以降低燃烧噪声。优化设计的机身、减震消声的气门罩及油底壳、发动机机舱的密封罩等可使发动机的噪声降低到能接受的程度。2）普遍采用多气门设计。在换气、供油、增压及冷

2、却等方面，更普遍的采用可变技术。3）将出现更多的排气净化新技术，更多的依赖排气后处理装置，更注意新型三元催化剂、碳烟微粒过滤器及汽油机碳氢化合物分离器等的研究。4）发展小型发动机增压、中冷及强化技术。采用长冲程。过去发动机为了提高转速、减少活塞平均速度及往复运动零件的磨损和摩擦损失，采用短冲程S/D〈1的比较多。现由于加工工艺、材料及设计等方面的进步，容易克服长冲程产生的问题。而冲程增加可以使气缸向外散热的总表面积对气缸工作容积的比值减小，降低传热损失。S/D增加后，通过气缸套向外散失的热量增加，而通过活塞和缸盖向外散失的热量减少，可降低活塞和缸盖的热负荷，提高其工作可靠性

3、。较大的S/D，燃烧室变得瘦长而紧凑，除传热损失减少外，喷射的油束容易散布到燃烧室各部分，形成均匀的混合气。奥迪A4发动机的S/D=1.07。5）采用陶瓷等轻质、减磨及隔热材料，低散热技术。从绝热柴油机得到的启发，采用部分隔热措施就是工程界所谓的低散热柴油机。目前主要是将活塞设计成中间带有空气间隙的缸顶或铸铁顶的组合活塞，以及在活塞、缸盖底面上喷镀隔热材料等。目的在于：①改善发动机低负荷的性能；②适应清洁燃料如甲醇，改善起动性能、形成良好的混合气、改善燃烧的需要；③有助于降低未然烃HC的排放，提高低温、低负荷下催化剂的效率。6）采用微机综合控制，实现全面的发动机性能优化。7

4、）灵活燃料汽车、双燃料汽车及同时使用两种以上燃料的技术将有进一步发展。8）研究、改进更合适混合动力驱动用紧凑、质量轻的小排量发动机。9）二冲程发动机受到重视。-14-10）进一步研究燃气轮机及三角活塞式转子发动机在汽车上的应用。长期以来汽车工业界力图将燃气透平用作汽车动力，，这是因为它具有如下特点：①单位功率的外形尺寸小记质量轻；②比较容易达到严格的排放要求；③对燃料理化性质的差异不敏感，即适合使用多种燃料。但目前比能耗较高，价格较高，加速响应特性也有待于提高。车用燃气透平大量使用前，仍需进一步研究下列问题：①使燃气透平在长期使用中能符合严格的排放要求；②改进陶瓷材料性能使

5、其可靠性、耐高温性及寿命更高；③设计加工出效率高及尺寸紧凑的压气机及燃气透平，并成本较低。2.提高车用发动机性能的对策1）提高汽油及柴油机性能的对策提高汽油机性能的对策①不用化油器，采用汽油喷射；②不用缸外混合及节流调节，采用缸内混合；③高能点火及特种火花塞；④稀混合气及快速燃烧；⑤增压；⑥可变气门定时及换气系统，以改善转矩特性。提高柴油机性能的对策①改分隔式燃烧室为直喷燃烧室；②采用新的供油技术及设备，如分阶段供油及双弹簧喷油器；③提高喷油压力及使用多孔、小孔的喷油嘴；④增压中冷；⑤电控供油等。2）车用发动机都可以采用的对策①新型燃烧室；②多气门；③可变技术；④低散热技术

6、；⑤发动机整体综合控制。提高发动机性能，主要就是降低油耗及排放，提高使用耐久性。目前提高发动机性能的主要措施及技术如图7——3。第二节多气门结构及特点提高发动机性能的核心问题是改善燃烧，而改善燃烧的关键是扫气好、提高充其量及形成良好的混和气。一、多气门及气道的结构1.多气门的布置将进、排气门倾斜布置，缸盖底平面形成屋顶状，气门中心线夹角为α，随夹角α加大，气门座及气门面积也加大，夹角α常在20º——70º之间。过大的夹角会使火焰传播距离加长，散热面积变大，对改善燃烧不利。图7——6。2.多气门气道的排列1）并联排列：两个进气门位于气缸一边，两个排气门位于气缸的一边。汽油机多

7、用。2)串联排列：同名两气门一前一后布置；-14-3）扭转排列：同名的两个气门相对于气缸中心线错开排列。2、3两种方案为设计长度不同、形状不同的进气道提供方便，有利于调整涡流速度，以适应不同混合形成对涡流强度要求不同的需要。柴油机多用。3.多气门的传动图7——9电控液压传动。二、多气门的流通能力1.多气门流通面积的比较1）2气门a.气门垂直布置时气门直径d=28mm，气门面积A1与气缸面积A的比值为12.2%。b.气门中心线与气缸中心线夹角20º（α为40º）时，气门直径d=32mm，气门面积A1与气缸面积A的比值