發(fā)動機新技術培訓技巧1

提高發(fā)動機充氣效率1.充氣效率ηv是實際進入氣缸的新鮮空氣(或混合氣)的質量(或體積)與在進氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的新鮮空氣(或混合氣)的質量(或體積)的比值.2.影響充氣效率的因素包括進氣終了氣缸壓力、進氣終了氣缸溫度、殘余廢氣系數、配氣正時、壓縮比和進氣（大氣）狀態(tài).3.發(fā)動機車間生產的發(fā)動機提高充氣效率措施具體應用有可變配氣相位機構、進氣管長度可變機構和增壓技術.發(fā)動機新技術培訓12/2/20231PPESTRY-OUT陳志祥可變配氣相位11.配氣相位就是進、排氣門的實際開閉時刻,通常用相對于上、下止點曲拐位置的曲軸轉角的環(huán)形圖來表示.這種圖稱為配氣相位圖.2.進氣門提前開啟角α一般為10°～30°;進氣門遲閉角β一般為40°～80°.排氣門提前開啟角γ一般為40°～80°;排氣門遲閉角δ一般為10°～30°.3.氣門重疊是指進氣門在上止點前開啟,而排氣門在上止點后才關閉,進排氣門同時開啟的現(xiàn)象.重疊時的曲軸轉角稱為氣門重疊角.2/2/20232PPESTRY-OUT陳志祥可變配氣相位22/2/20233PPESTRY-OUT陳志祥可變配氣相位31.四沖程發(fā)動機對氣門正時要求是:進氣門遲閉角、排氣門提前角和氣門重疊角應隨轉速增加而增加.2.進氣門遲閉角直接影響發(fā)動機的充氣效率.3.氣門重疊角的大小對小負荷下的燃燒室內殘余廢氣量起重要作用,從而影響發(fā)動機的燃燒過程和廢氣排放.4.可變氣門定時機構有凸輪相位可變和進氣持續(xù)期可變.2/2/20234PPESTRY-OUT陳志祥可變配氣相位41.凸輪相位可變機構常安裝在雙頂置凸輪軸機構上.2.如我公司5V發(fā)動機凸輪相位可變機構,其本身和鏈條張緊器集成為一體,其工作原理是由一個電控的液壓缸來完成.通過液壓缸的控制可以改變液壓缸中柱塞的升程,同時通過鏈條改變進、排氣凸輪軸間的相對位置,從而改變進氣凸輪軸的相位角.此裝置不能實現(xiàn)連續(xù)可變,只能進行一點(一次性)調節(jié).3600n/min以上進行所謂“功率調節(jié)”(漲緊),采用較大的進氣門關閉角.缺點是凸輪型線及進氣持續(xù)角均不變,高速時進氣遲閉角增大,但氣門疊開角減小.2/2/20235PPESTRY-OUT陳志祥可變長度進氣管1發(fā)動機間斷進氣所引起的進氣壓力波對發(fā)動機進氣量影響很大，進氣管長度、直徑等進氣系統(tǒng)參數會改變進氣壓力波,因而適當調整這些參數,可以有效利用進氣管的壓力波,提高充氣效率,改善扭矩特性(P=n·M/9550).2/2/20236PPESTRY-OUT陳志祥可變長度進氣管2Audi1.8L/S5V和AudiV62.4L&2.8L5V發(fā)動機均采用一長一短兩組進氣管，利用一閥板控制，低轉速時閥板關閉,使用長進氣管,提高低轉速扭矩(提高進氣速度和慣性增加進氣量，提高氣流強度改善燃燒提高經濟性）,高速時(4000r/min)閥板打開,轉換為短進氣管（阻力小）.2/2/20237PPESTRY-OUT陳志祥可變長度進氣管3Bora1.8L/S5V發(fā)動機進氣管通過設置在進氣管中部各進氣管之間的一組轉換閥板（見左下圖）進行轉換,原理見右下圖.2/2/20238PPESTRY-OUT陳志祥發(fā)動機增壓1(簡介)1.增壓就是將空氣預先壓縮然后再供入氣缸,以期提高空氣密度,增加進氣量.2.增壓的優(yōu)點是:比同排量發(fā)動機在相同轉速具有更高扭矩和功率,而且高轉速功率特性好;提高了熱效率;減少了發(fā)動機外型尺寸和單位功率重量;減少了排氣污染及噪聲;對補償高原功率損失有利.3.增壓分類:按結構分為渦輪增壓、機械增壓和氣波增壓等;按增壓比分為低增壓(增壓比小于1.6)、中增壓(增壓比在1.6到2.5)和高增壓(增壓比大于2.5).發(fā)動機車間兩款增壓發(fā)動機均為渦輪增壓發(fā)動機，增壓比在1.7左右.2/2/20239PPESTRY-OUT陳志祥發(fā)動機增壓2(結構與原理示意圖)2/2/202310PPESTRY-OUT陳志祥發(fā)動機增壓3(結構與原理)1.渦輪增壓器是由渦輪室和增壓室組成.渦輪室進氣口與排氣歧管相連,排氣口接在排氣管上;增壓室進氣口與空氣濾清器管路相連.渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓室內,二者同軸剛性連接.2.廢氣渦輪增壓器原理是利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪,葉輪壓縮來自空氣濾清器管路的空氣,使之增壓進入氣缸.當發(fā)動機轉速加快,廢氣排出速度與渦輪轉速也同步加快,葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應增加噴油量和調整發(fā)動機轉速,就可增加發(fā)動機的輸出功率.

2/2/202311PPESTRY-OUT陳志祥發(fā)動機增壓4(增壓發(fā)動機存在問題及解決措施)1.進氣量的調節(jié)以解決高、低轉速區(qū)對壓縮空氣量的不同要求.汽油機多用增加旁通氣道;柴油機多用可變截面設計.2.強化增壓發(fā)動機的結構設計

機械負荷增加:1.)活塞、活塞銷、曲軸強化設計.2.)氣門、氣門座強化設計.3.)機油泵輸送能力要求增強.4.)缸蓋螺栓加強.5.)采用高負荷軸承.

熱負荷增加:

1.)活塞內側冷卻.2.)耐高溫排氣門.3.)優(yōu)選材料的排氣歧管和緊固件.4.)更好的冷卻系.5.)增加機油冷卻器.6.)加中冷器.3.防止爆震:1.)降低幾何壓縮比.2.)點火正時調整.

2/2/202312PPESTRY-OUT陳志祥發(fā)動機增壓5帶旁通支路的渦輪增壓器，多用于汽油機，如Bora1.8L/T5V和Audi1.8L/T5V發(fā)動機.2/2/202313PPESTRY-OUT陳志祥發(fā)動機增壓6(增壓壓力調節(jié))以BORA1.8L/T5V110KW為例1.增壓壓力的目標值由電腦根據實際扭矩需求計算得出的.2.電腦通過調解電磁閥N75的開啟來調解增壓后的壓力,增壓器廢氣門是由控制膜盒中的增壓壓力與大氣壓力差值來進行的，該差值克服膜盒內壓力彈簧進行廢氣門的開啟及關閉動作.廢氣門關閉,經過增壓器的壓力上升,這樣就能在低轉速區(qū)提高發(fā)動機的扭矩輸出,當增壓壓力達到電腦設定的壓力(1.7P0),則廢氣門打開,一部分廢氣通過旁通氣道排出,增壓器渦輪轉速下降,增壓壓力下降.2/2/202314PPESTRY-OUT陳志祥發(fā)動機增壓7(增壓壓力保護)以BORA1.8L/T5V110KW為例1.當節(jié)氣門關閉時,將在增壓器的進氣壓縮部分管路中產生持續(xù)升高的壓力(此時氣體幾乎不能流動),渦輪受到很大的制動阻力;當節(jié)氣門開啟后,又要希望增壓器盡快的升至工作轉速,為解決這一問題便采用了壓力保護調解.2.完成該項功能的為圖所是的旁通閥,它為氣動元件.具體執(zhí)行是由氣壓來操縱膜片彈簧來實現(xiàn)旁通閥的開啟.當真空度較大時膜片彈簧被吸上行閥門打開;反之則旁通閥關閉.由發(fā)動機電腦控制電磁閥N249接通,氣體流向如圖所示直至真空罐,當N249失效時,氣體流向為圖中虛線部分直至節(jié)氣門后的進氣岐管,(此時進氣岐管為真空)因此只要節(jié)氣門關閉旁通閥就在增壓管路中形成小循環(huán),如此可避免渦輪被阻力制動.當節(jié)氣門重新開啟時進氣岐管真空度下降,旁通閥在膜片彈簧作用下回位,處于關閉狀態(tài),小循環(huán)回路斷開,進入壓力調節(jié)狀態(tài).2/2/202315PPESTRY-OUT陳志祥發(fā)動機增壓8可調葉片式渦輪增壓器,多用于柴油機,如Bora1.9LTDI&Audi2.5LTDI發(fā)動機.2/2/202316PPESTRY-OUT陳志祥發(fā)動機增壓9發(fā)動機轉速高時葉片角度變化,調節(jié)廢氣流通面積,從而調節(jié)渦輪轉速.保證最高充氣壓力,廢氣背壓降低.發(fā)動機轉速低時需要高充氣壓力葉片減小了作用于渦輪的廢氣流通面積,廢氣流速加快,渦輪轉速加快.產生足夠的充氣壓力,廢氣背壓也很高.2/2/202317PPESTRY-OUT陳志祥發(fā)動機有害排放物的控制(簡介)1.汽車的排放污染源有排氣污染、竄缸混合氣和汽油蒸發(fā)三種.2.發(fā)動機有害排放物:汽油機有害排放物主要有一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)、硫氧化合物(SOx)和鉛化合物.柴油機有害排放物主要有一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)、硫氧化合物(SOx)和微粒.3.汽油機排放凈化方法:1.)機內凈化包括改進燃燒室(采用面容比S/V較小的燃燒室以減少HC和CO排放量)、改進進氣系統(tǒng)、采用稀薄分層燃燒技術、改用電控汽油噴射系統(tǒng)、改進點火系統(tǒng)、采用廢氣再循環(huán)和使用無鉛汽油.2.)機外凈化包括強制曲軸箱通風裝置、燃料蒸發(fā)控制、二次空氣噴射和催化器.3.)尋求新能源和代用原料.4.柴油機排放凈化方法:1.)機內凈化包括改進燃燒室設計、改進進排氣系統(tǒng)、推遲噴油提前角、采用廢氣再循環(huán)和增壓中冷.2.)機外凈化包括微粒捕集器和催化器.3.)改進燃料.5.汽油機與柴油機有害廢氣比較

柴油機廢氣中有害氣體含量少于汽油機.有害成分單位汽油機柴油機比較汽柴CO%0.6～50.05～0.5多少HCppm2000500～1000多少NOxppm40001500～2000多少C(碳煙)g/m30.0050.2～0.3少多2/2/202318PPESTRY-OUT陳志祥二次空氣噴射1.二次空氣噴射就是將新鮮空氣引入排氣道,將灼熱廢氣中HC和CO進一步氧化,形成無害的水和二氧化碳.2.二次空氣噴射系統(tǒng)工作原理是空氣泵將經空氣濾清器過濾的新鮮空氣加壓,通過電磁閥控制二次空氣閥開啟,將加壓后的新鮮空氣噴入排氣道.3.二次空氣噴射系統(tǒng)工作工況工況冷卻液溫度作用時間冷起動5℃～30℃100s熱起怠速最大96℃10s4.排放標準在EⅢ以上汽油發(fā)動機一般須加裝二次空氣噴射系統(tǒng).5.具體應用:Bora1.8L/S5VE3(BAF)Bora1.8L/T5VE4(BAE)AudiV62.4L5VE4(BDV)AudiV62.8L5VE4(BBG)2/2/202319PPESTRY-OUT陳志祥廢氣再循環(huán)1廢氣再循環(huán)系統(tǒng)EGR(ExhaustGasRecirculation)/AGR(AbgasRezirkulation)1.廢氣再循環(huán)是針對有害氣體NOx而設置的排氣凈化裝置,一般情況下,氮和氧不能生成化合物,只能在富氧的高溫情況下才能發(fā)生化合反應.發(fā)動機廢氣主要含有H2O、N2、CO2，其熱容較高.利用EGR系統(tǒng)把適量廢氣混入新鮮混合氣使之參與燃燒,便可以降低混合氣氧濃度、吸收燃燒放出的熱量,使燃燒速度減慢、燃燒溫度降低,從而減少NOx生成數量.2.對廢氣再循環(huán)總的控制要求是：NOX排放量隨負荷增加而增加,EGR率也應隨之增