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原創  發動機的新技術:可變壓縮比發動機

2004-12-13 09:49:02 來源: 作者:CAR
  衡量汽車發動機性能指標有一個重要的參數,叫做壓縮比。汽車發動機是一部復雜的能量轉換機器,依靠燃油燃燒作功。燃油在氣缸(1)內燃燒,化學能變成熱能,高溫高壓氣體迫使活塞(2)在氣缸中作直線運動,通過連桿(3)連接曲軸(4),使曲軸作旋轉運動而輸出動力。活塞在氣缸中作往復直線運動有兩個上下端點,人們將上端點稱為上止點(圖示A),下端點稱為下止點(圖示B)。
1 氣缸 2 活塞 3 連桿 4 曲軸
  活塞從上止點移到下止點所經過的氣缸容積稱為氣缸工作容積。用V1表示。   活塞在上止點時,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。   活塞在下止點時,活塞頂上面的整個空間容積,它等于氣缸工作容積與燃燒室容積之和,稱為氣缸總容積。用Va表示,即Va=V1+Vc。   有了上述三個概念,就引出一個“壓縮比”的名詞了。壓縮比就是指氣缸總容積與燃燒室容積的比值,它表示活塞從下止點移到上止點時氣缸內氣體被壓縮的程度。壓縮比用ε表示,即壓縮比(ε)=Va÷Vc。   汽油發動機是點燃式,壓縮比低;柴油發動機是壓燃式,壓縮比高。轎車的汽油發動機壓縮比是8-11,柴油發動機壓縮比是18-23。   一般發動機的壓縮比是不可變動的,因為燃燒室容積及氣缸工作容積都是固定的參數,在設計中已經定好。不過,為了使得現代發動機能在各種變化的工況中發揮更好的效率,以變對變來改善發動機的運行性能。其中氣門可變驅動技術早已實現,做為重要參數的壓縮比也有人嘗試由固定不變改為“隨機應變”,但由于涉及壓縮比必然要涉及到整個發動機結構的改變,牽一而動百,難度很大,長期沒有進展。現在這一難題已被瑞典的紳寶工程師克服。   近年紳寶(Saab)開發的SVC發動機以改變壓縮比來控制發動機的燃油消耗量。它的核心技術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動,使得燃燒室與活塞頂面的相對位置發生變化,改變燃燒室的客積,從而改變壓縮比。其壓縮比范圍可從8:1至14:1之間變化。在發動機小負荷時采用高壓縮比以節約燃油;在發動機大負荷時采用低壓縮比,并輔以機械增壓器以實現大功率和高扭矩輸出。紳寶SVC發動機是1.6升5缸發動機,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,綜合油耗比常規發動機降低了30%,并且滿足歐洲Ⅳ號排放標準
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