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提高汽车发动机充气效率的措施


采用多气门技术的优点
一、多气门发动机由于进气门和气道截面增 大,可以弥补由于高速造成的泵吸损失,提 高了充气效率,因此有效地提高发动机的功 率、扭矩,降低排放和燃油耗,对市场上敏 感的环保问题、节能问题有很大的竞争力。
二、由于多气门改善了进气能力,因此进排 气重叠角可以减小,从而有效降低了低负荷 的排放。
提高汽车发动机充气效率的措施
概述
采用多气门技术的优点 多气门发动机的关键技术
结论
概 述
随着汽车排放指标要求不断严格,车用发动 机的强化指标也越来越高,为了尽可能提高发动 机转速以达到高的升功率要求,合理增大气门直 径及采用多气门结构是提高发动机充气效率的重 要措施,本文重点分析车用多气门汽油机、柴油 机进、排气道的结构和设计要点,从而对多气门 结构更广泛地被使用在汽车发动机上提出了科学 的研究结论。
常见的车用多气门发动机气门位置布置形式
图1
4气门柴油机进、排气道的位置首先应取决在气缸盖底 平面两个进气门座 圈孔和两个排气门座圈孔的中心位置, 这是进、排气道的关键结构,如果把4个气 门的中心用直线 连起来它们应该是一个正方形,每个边长的大小都决定了 气门之 间的距离,它们之间的距离过近会引起鼻梁区断 裂,过远使气门离气缸壁太近而产 生碰撞,为了使两个气 道同时从一侧进气或出气,因此4个气门连成的正方形垂直 中心线对气缸中心线有一倾斜角度,(见图2)这一角度决定了缸盖底面平面进、排气 门的位置,同时也决定了进、排气道的位置和走向,这一参数对进气涡流强度有很 大的影响,直接关系柴油机的整机性能,同时它们之间的位置也决定了配气系统的 位置。
图2
2、多气门进、排气道的结构设计
常见的柴油机进Biblioteka 气道布置(图3)常见的汽油机进排气道布置(图4)
3、配气系统的结构和设计
车用多气门的配气系统是根据整机结构布置来确定的, 四气门发动机有双顶置凸轮轴(DOHC)和单项置凸轮轴 (SOHC),也有单侧置凸轮轴,有凸轮直接驱动气门开启, 也有靠摇臂来驱动气门,多气门发动机的配气系统所需刚 度比两气门要高近1倍,一般两气门配气系统刚度为300左 右,而多气门配气系统刚度为500—600,这样才能保证配 气系统的可靠性。
多气门发动机的关键技术
1)气门的先对位置布置 2)多气门进、排气道的结构设计 3)配气系统的结构和设计
4)进、排气道的冷却和缸盖的铸造工艺
1、气门的相对位置布置
车用柴油机的多气门布置比汽油机要复杂,因为它的位置要决 定进排气道的走向和形状,同时还要考虑配气系统的结构,因 此车用柴油机的气门数大多为2或4气门,在大缸径的柴油机上 使用5或以上气门结构。
4、进、排气道的冷却和缸盖的铸造工艺
多气门发动机制造技术难度主要在气缸盖上,既要 保证气道外形和定位的准确性,又要保证足够的冷却水 道,喷油器或火花塞的四周都要有水道,由于汽油机多 为铝合金材料,一般最薄壁厚为3-3.5毫米。
结论
车用多气门发动机由于其结构先进,使燃油耗和排放 指标有很大的改善,这一技术已经越来越被国内广大 业内人士接受,但是结构设计尤其进气道的设计难度 还比较大 。车用多气门发动机的加工工艺比传统的两 气门结构有些难度 ,但目前国内一些较大的发动机制 造企业完全有能力生产多气门发动机。
三、4气门柴油机喷油器安装在缸盖中间,使 油线的落点均布,燃烧室布置更趋于合理, 可以满足直喷后严格的排放标准,4气门增加 了进气量,扫除缸内废气效果好。4气门结构 比两气门结构排气污染物降低20%一30%, 燃油耗降低4%。
四、多气门汽油机结构使相邻气门之间 被浪费的燃烧室面积大为减少,从而增 加了燃烧室表面积利用率,气门流通总 面积大幅度增加。
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