原創(chuàng)  發(fā)動(dòng)機(jī)的新技術(shù):可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)

2004-12-13 09:49:02 來源: 作者:CAR
  衡量汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)有一個(gè)重要的參數(shù),叫做壓縮比。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是一部復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)換機(jī)器,依靠燃油燃燒作功。燃油在氣缸(1)內(nèi)燃燒,化學(xué)能變成熱能,高溫高壓氣體迫使活塞(2)在氣缸中作直線運(yùn)動(dòng),通過連桿(3)連接曲軸(4),使曲軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而輸出動(dòng)力;钊跉飧字凶魍鶑(fù)直線運(yùn)動(dòng)有兩個(gè)上下端點(diǎn),人們將上端點(diǎn)稱為上止點(diǎn)(圖示A),下端點(diǎn)稱為下止點(diǎn)(圖示B)。
1 氣缸 2 活塞 3 連桿 4 曲軸
  活塞從上止點(diǎn)移到下止點(diǎn)所經(jīng)過的氣缸容積稱為氣缸工作容積。用V1表示。   活塞在上止點(diǎn)時(shí),活塞頂上面的空間稱為燃燒室,它的容積叫燃燒室容積。用Vc表示。   活塞在下止點(diǎn)時(shí),活塞頂上面的整個(gè)空間容積,它等于氣缸工作容積與燃燒室容積之和,稱為氣缸總?cè)莘e。用Va表示,即Va=V1+Vc。   有了上述三個(gè)概念,就引出一個(gè)“壓縮比”的名詞了。壓縮比就是指氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值,它表示活塞從下止點(diǎn)移到上止點(diǎn)時(shí)氣缸內(nèi)氣體被壓縮的程度。壓縮比用ε表示,即壓縮比(ε)=Va÷Vc。   汽油發(fā)動(dòng)機(jī)是點(diǎn)燃式,壓縮比低;柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是壓燃式,壓縮比高。轎車的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比是8-11,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比是18-23。   一般發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比是不可變動(dòng)的,因?yàn)槿紵胰莘e及氣缸工作容積都是固定的參數(shù),在設(shè)計(jì)中已經(jīng)定好。不過,為了使得現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)能在各種變化的工況中發(fā)揮更好的效率,以變對(duì)變來改善發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能。其中氣門可變驅(qū)動(dòng)技術(shù)早已實(shí)現(xiàn),做為重要參數(shù)的壓縮比也有人嘗試由固定不變改為“隨機(jī)應(yīng)變”,但由于涉及壓縮比必然要涉及到整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的改變,牽一而動(dòng)百,難度很大,長(zhǎng)期沒有進(jìn)展,F(xiàn)在這一難題已被瑞典的紳寶工程師克服。   近年紳寶(Saab)開發(fā)的SVC發(fā)動(dòng)機(jī)以改變壓縮比來控制發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗量。它的核心技術(shù)就是在缸體與缸蓋之間安裝楔型滑塊,缸體可以沿滑塊的斜面運(yùn)動(dòng),使得燃燒室與活塞頂面的相對(duì)位置發(fā)生變化,改變?nèi)紵业目头e,從而改變壓縮比。其壓縮比范圍可從8:1至14:1之間變化。在發(fā)動(dòng)機(jī)小負(fù)荷時(shí)采用高壓縮比以節(jié)約燃油;在發(fā)動(dòng)機(jī)大負(fù)荷時(shí)采用低壓縮比,并輔以機(jī)械增壓器以實(shí)現(xiàn)大功率和高扭矩輸出。紳寶SVC發(fā)動(dòng)機(jī)是1.6升5缸發(fā)動(dòng)機(jī),每缸缸徑68毫米,活塞行程88毫米,最大功率166千瓦,最大扭矩305牛頓米,綜合油耗比常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)降低了30%,并且滿足歐洲Ⅳ號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)。
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