提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能的途徑

提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能的途徑摘要：本文是關(guān)于如何提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能的幾項(xiàng)簡(jiǎn)單措施，目的是為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能讓發(fā)動(dòng)機(jī)擁更好的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性，本文介紹了對(duì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，測(cè)得以下方法可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能，可以從減少熱損失、減小摩擦等發(fā)面改進(jìn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能是此消彼長(zhǎng)的，所以只有綜合改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)才能使發(fā)動(dòng)機(jī)具有較好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)性能、凸輪軸、點(diǎn)火提前角。20世紀(jì)90年代以來(lái)，汽車行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)已從單一的性能競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)向性能、環(huán)保、節(jié)能等多元綜合競(jìng)爭(zhēng)。僅就汽車發(fā)動(dòng)機(jī)而言，為應(yīng)對(duì)世界能源危機(jī)和減少對(duì)環(huán)境污染，其研究開(kāi)發(fā)工作已側(cè)重于降低油耗、減少排放、輕質(zhì)及減少磨損等方面，在這些研究中優(yōu)化技術(shù)將得到廣泛的應(yīng)用。在動(dòng)力性能的表現(xiàn)方面，現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)也表現(xiàn)出了更強(qiáng)大的能力。那么，是什么提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能？?更好的材料在生產(chǎn)環(huán)節(jié)上，部件供應(yīng)商在合金、合成材料和樹(shù)脂材料制造的控制上有了很大的進(jìn)步。要知道，以前這些部件的生產(chǎn)雖然也并不是很困難，但大規(guī)模的制造還是難度很大的，尤其是在保證質(zhì)量穩(wěn)定性方面一直難以突破。而現(xiàn)在，通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)監(jiān)測(cè)材料生產(chǎn)的每個(gè)環(huán)節(jié)則可以保證在整個(gè)工序中，各種材料的質(zhì)量穩(wěn)定性了。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命也得到了提高。?更好的設(shè)計(jì)這個(gè)環(huán)節(jié)也是發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)得以優(yōu)化的另一個(gè)重要方面。通過(guò)計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，設(shè)計(jì)出來(lái)的零部件還可以進(jìn)行模擬可靠性的分析。設(shè)計(jì)人員首先將設(shè)計(jì)好的部件在計(jì)算機(jī)中建模，然后可以通過(guò)軟件對(duì)這個(gè)部件進(jìn)行模擬拉伸、翻折、震動(dòng)等來(lái)考驗(yàn)該部件的可靠性。在測(cè)試過(guò)程中，各部件上所承受的不同受力會(huì)通過(guò)不同的顏色進(jìn)行標(biāo)注，這樣就可以比較直觀的將部件的設(shè)計(jì)問(wèn)題展現(xiàn)給設(shè)計(jì)人員，從而讓他們能夠及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改來(lái)提高抗拉伸、抗扭曲的效果。而在那些看到?jīng)]有受力的地方，設(shè)計(jì)人員還可以將那部分的用料和設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，從而減輕不必要的重量。要知道，作為整車中最為重要的部件，發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量也占到了整備質(zhì)量的大部分比例，如果能夠輕量化設(shè)計(jì)的話，那么，不僅可以提高車輛的操控性、加速效果，對(duì)于制動(dòng)性和燃油經(jīng)濟(jì)性也相當(dāng)有益。電子燃油噴射系統(tǒng)是上個(gè)世紀(jì)80年代出現(xiàn)的一種技術(shù)，而相比于當(dāng)時(shí)的電子控制技術(shù)，如今電子技術(shù)的能力可是相當(dāng)強(qiáng)大。這就像你是如何看待25年前的計(jì)算機(jī)一樣，那簡(jiǎn)直就是古董嘛。憑借著21世紀(jì)的電子技術(shù)，車載電控系統(tǒng)的運(yùn)算能力要更快、更為強(qiáng)大。這樣，不僅提高了對(duì)燃油噴射的控制能力，而且還可以控制凸輪軸相位的變化。?改變凸輪軸的位置改變凸輪軸的位置對(duì)于提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能也極為重要。對(duì)于怠速時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，通過(guò)進(jìn)氣氣門進(jìn)入燃燒室的油氣混合汽所需要的時(shí)間是很長(zhǎng)的，而將燃燒后的廢氣排出也需要很長(zhǎng)的時(shí)間。如果將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速提高了幾千轉(zhuǎn)，進(jìn)排氣的時(shí)間也將變得更短。所以，長(zhǎng)期以來(lái)，凸輪軸的設(shè)計(jì)一直都沒(méi)有比較好的解決方案。如果氣門開(kāi)啟時(shí)間不夠長(zhǎng)，高轉(zhuǎn)速下的進(jìn)氣量就達(dá)不到要求，就會(huì)影響性能的表現(xiàn)，而如果在怠速狀態(tài)下，開(kāi)啟時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則怠速的油耗也會(huì)過(guò)多。最終，解決這個(gè)問(wèn)題的還是計(jì)算機(jī)控制。二、提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能的途徑1、減少摩擦損失，提高發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部潤(rùn)滑性能（1）合理設(shè)置潤(rùn)滑方式根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦部位的不同，設(shè)置使用不同的潤(rùn)滑方式。如主軸頸、連桿軸承、凸輪等部位采用飛濺潤(rùn)滑方式；水泵軸承、發(fā)電機(jī)和啟動(dòng)電機(jī)軸承、冷卻風(fēng)扇軸承等則采用油脂潤(rùn)滑方式。（2）選擇性能良好的潤(rùn)滑部件并合理設(shè)置潤(rùn)滑油道。（3）根據(jù)不同地區(qū)和氣溫差異選用質(zhì)量性能良好的潤(rùn)滑油及潤(rùn)滑脂。（4）對(duì)影響摩擦損失較大的零部件，如氣缸套和活塞環(huán)等采用金屬陶瓷等新型材料，并進(jìn)行精磨合，能使摩擦阻力降低80%左右。經(jīng)過(guò)以上改進(jìn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能可提高5%~15%。2、減少熱損失，改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒條件（1）提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比就是壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比。壓縮比愈大，在壓縮行程終了時(shí)，混合氣的壓力和溫度愈高，燃燒速度加快，因而發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率也愈大，動(dòng)力性能自然更好。但是壓縮比過(guò)大，反而會(huì)出現(xiàn)爆燃或表面點(diǎn)火等不正常燃燒現(xiàn)象。爆燃是燃燒室內(nèi)末端混合氣在火焰前鋒未到達(dá)前自燃，產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)新的火焰核心，引發(fā)爆炸式的燃燒反應(yīng)。不僅會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，功率下降，嚴(yán)重時(shí)還可能損壞發(fā)動(dòng)機(jī)零部件；而表面點(diǎn)火是氣缸內(nèi)混合氣被燃燒室內(nèi)熾熱表面或熾熱點(diǎn)所點(diǎn)燃，也會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的損壞等不良后果。加之為了提高壓縮比，通常使用更高辛烷值的汽油，又會(huì)增加摩托車使用成本，所以發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比一般控制在6~12之間，不易過(guò)高。（2）提高發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣效率提高進(jìn)排氣效率，進(jìn)入氣缸內(nèi)的新鮮可燃混合氣就愈多，燃燒后的廢氣排放愈干凈，燃燒愈充分，用來(lái)作功的熱量也就愈多，動(dòng)力性能也就相應(yīng)得到提高。a）采用二次進(jìn)氣裝置通過(guò)在進(jìn)氣歧管上加裝獨(dú)立的二次進(jìn)氣裝置，增加單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入氣缸內(nèi)的空氣量，減少進(jìn)氣阻力，提高充氣效率，使燃燒更充分，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力亦會(huì)顯著提高。b）采用多氣門進(jìn)排氣門的增多，提高了進(jìn)排氣面積和高速氣流的流量，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣效率也得到提高。且采用多氣門后，每個(gè)氣門的體積減小，重量減輕，其運(yùn)動(dòng)慣量小也利于高速運(yùn)動(dòng)。所以發(fā)動(dòng)機(jī)采用多氣門機(jī)構(gòu)可提高進(jìn)氣效率和動(dòng)力。多氣門主要針對(duì)高速時(shí)的進(jìn)排氣效率，但低速時(shí)其進(jìn)排氣效率反而有所降低，故對(duì)于多氣門應(yīng)視情況來(lái)設(shè)定。c）改進(jìn)進(jìn)排氣門行程氣門行程的改變會(huì)改變進(jìn)排氣面積，亦能提高進(jìn)排氣效率。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)，采用較小的氣門行程即減少了進(jìn)氣面積，有利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)進(jìn)排氣效率；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)，采用較大的氣門行程即增大了進(jìn)氣面積，有利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)進(jìn)氣效率。d）發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣門根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)，打開(kāi)或關(guān)閉時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為配氣相位。配氣相位的準(zhǔn)確與否對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能有很大影響。如果配氣相位不準(zhǔn)確，會(huì)導(dǎo)致進(jìn)氣不充分，排氣不順暢，影響混合氣的形成品質(zhì)，造成燃燒不完全，使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力下降。由于廢氣和新鮮空氣在運(yùn)動(dòng)中的慣性，使進(jìn)排氣有一定的遲滯期。為了使氣缸內(nèi)的廢氣排除得更干凈，新鮮空氣進(jìn)入更充分，需要進(jìn)排氣門有一個(gè)同時(shí)開(kāi)啟的時(shí)刻，即氣門重疊角，也就是配氣相位。所以發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)使用較小的氣門重疊角，反之則使用較大的氣門重疊角，這樣就可以提高進(jìn)排氣效率，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。（3）改善點(diǎn)火提前角發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和可燃混合氣的燃燒速度，造成可燃混合氣點(diǎn)燃時(shí)必須有一定的點(diǎn)火提前角（點(diǎn)火時(shí)，曲軸的曲拐所在位置與壓縮行程終了活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)的曲拐位置之間的夾角），否則高溫高壓的氣體在氣缸內(nèi)不能得到比較完全的膨脹，熱能不能有效利用，損失增大，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。所以應(yīng)嚴(yán)格控制點(diǎn)火提前角。①當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)：負(fù)荷加大，產(chǎn)生爆燃的傾向增大，應(yīng)適當(dāng)減小點(diǎn)火提前角；負(fù)荷減小則應(yīng)加大點(diǎn)火提前角。②當(dāng)節(jié)氣門開(kāi)度一定時(shí)：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增高，適當(dāng)加大點(diǎn)火提前角，反之則適當(dāng)減小點(diǎn)火提前角。（4）使用汽油噴射系統(tǒng)汽油噴射系統(tǒng)能夠精確地計(jì)量可燃混合氣濃度，并能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況隨時(shí)修正，實(shí)現(xiàn)均勻點(diǎn)噴，使空燃比經(jīng)常保持在A/F=14.7:l或過(guò)量空氣系數(shù)a=1的最佳區(qū)域內(nèi)，混合氣燃燒充分，減少熱損失。使用汽油噴射系統(tǒng)，可使發(fā)動(dòng)機(jī)功