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1、雙延遲VCT和連續(xù)VEV的對(duì)比§6可變配氣過(guò)程為了量化電磁可變氣門(mén)的燃油經(jīng)濟(jì)性,如圖7,我們對(duì)5個(gè)沒(méi)有聯(lián)系的氣門(mén)升程進(jìn)行了測(cè)試。這些配置文件的持續(xù)時(shí)間是在恒速的情況下從進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉到排氣門(mén)打開(kāi)的這段時(shí)間。這些氣門(mén)與VCT都被獨(dú)立的進(jìn)行了測(cè)試檢測(cè),以使雙方的進(jìn)排氣過(guò)程取得最佳組合。在最小內(nèi)燃機(jī)外特性的情況下,在最低的速度負(fù)荷點(diǎn)得到較好的燃油消耗率,而在較高的負(fù)荷特性點(diǎn)時(shí),較長(zhǎng)的進(jìn)氣過(guò)程會(huì)得到較好的燃油經(jīng)濟(jì)性。短行程是在一定的轉(zhuǎn)速/負(fù)載和不低的高度且進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉時(shí)被用作deVCT的測(cè)試的。隨著氣門(mén)間隙的打開(kāi)1.25mm,這個(gè)氣門(mén)開(kāi)度下,不能提
2、供一個(gè)較好的燃燒速度和穩(wěn)定燃燒,這也表明了,在這個(gè)水平的氣門(mén)開(kāi)度,短行程不能提供足夠能進(jìn)入氣缸內(nèi)的新鮮充量。同時(shí)發(fā)現(xiàn)的在短氣門(mén)升程中CMCV對(duì)加大燃燒沒(méi)有影響。在電磁可變氣門(mén)里,其他使燃料充分燃燒的方法在本文稍后會(huì)做詳細(xì)介紹。下面是幾個(gè)在接近理想狀態(tài)下測(cè)試點(diǎn)的詳細(xì)介紹。§6.1在1200r/min,平均有效壓力為l.Sbar的條件下在1200r/min的轉(zhuǎn)速下和平均有效壓力為1.8bar時(shí),較短的持續(xù)期和較低升程(92°*1.5mm)是最佳的操作。圖8顯示了在不同的進(jìn)氣排氣時(shí)間下,相位的變化情況。進(jìn)氣凸輪相位變化到接近上止點(diǎn)時(shí),這會(huì)導(dǎo)
3、致較早的可變進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉,從而降低了有用功。為了保證相同的扭矩大小,進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力必須增加這就導(dǎo)致了功率的下降。可變進(jìn)氣門(mén)過(guò)早的關(guān)閉導(dǎo)致新鮮充量從進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉時(shí)刻到下止點(diǎn)前膨脹做功,這就導(dǎo)致在進(jìn)氣沖程的末期氣體溫度較低。從進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉的時(shí)刻到壓縮沖程的開(kāi)始階段被主要用來(lái)補(bǔ)償溫度的損失,這減少了有效的壓縮比的凈影響,導(dǎo)致了在壓縮沖程中較低的新鮮沖量的溫度。這會(huì)降低燃料的燃燒率和燃燒的穩(wěn)定性。圖8中的每條曲線都表示一個(gè)不同的排氣門(mén)關(guān)閉時(shí)刻。隨著排氣門(mén)關(guān)閉的滯后,在進(jìn)氣沖程的前期,由于有較高溫度的廢氣回流到氣缸內(nèi),氣缸內(nèi)的殘余廢氣增加。由于燃燒
4、的穩(wěn)定性,增加的殘余廢氣導(dǎo)致較低的氣平均有效壓力但是卻增加了指示比油耗。然而由于較低的壓縮比和殘余廢氣的百分比較高,較早進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟和較遲的排氣門(mén)關(guān)閉放慢了燃燒速度。較慢的燃燒速度也降低了燃燒的穩(wěn)定性。雖然較早的進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟和較遲的排氣門(mén)關(guān)閉能改善燃油的消耗率,但是由于要求燃燒必須穩(wěn)定,所以這些方法得到了限制。如前所述,2%的平均指示缸內(nèi)壓力的循環(huán)變量用于部分負(fù)荷,以確保穩(wěn)定的燃燒極限。用最好的燃料噴射霧化來(lái)限制穩(wěn)定極限,此時(shí)凸輪正時(shí)的時(shí)間是在進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉點(diǎn)火延遲102°和排氣門(mén)關(guān)閉點(diǎn)火延遲30°(如圖8中畫(huà)圈點(diǎn))。圖8和圖9分別表示進(jìn)排氣
5、時(shí)刻的P?V關(guān)系。與較早的進(jìn)氣和位和較晚的排氣門(mén)關(guān)閉時(shí)刻相比發(fā)動(dòng)機(jī)的功率減少了。圖11是一個(gè)最短進(jìn)氣行程和一個(gè)雙重凸輪機(jī)構(gòu)的比較。在這個(gè)轉(zhuǎn)速/負(fù)載下,都在各自的最佳相位時(shí)刻。deVCT基礎(chǔ)凸輪和電磁可變氣門(mén)耗油量基本相當(dāng),這是由于功率的增加和指示比油耗改善是相對(duì)的。相對(duì)于最佳deVCT時(shí)間,最短行程會(huì)增加1.414%左右油量消耗從而降低降低發(fā)動(dòng)機(jī)的功率,但為了抵消這一影響會(huì)使比油耗增加從而不能有更好的利用廢氣。圖12表示了短行程凸輪和deVCT比較時(shí)氣缸內(nèi)的壓力的大小,此時(shí)他們都在最高燃燒壓力之內(nèi)。如圖所示,短行程會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。
6、在短行程中新鮮充量的稀釋能力相對(duì)于deVCT較低,從而使氮氧化物的排放量較高。在deVCT情況下,CMCV燃燒提高,在燃燒穩(wěn)定的情況下允許較高的內(nèi)部殘余廢氣。如前所述,CMCV沒(méi)有被用在短行程中,因?yàn)樗诙躺痰那闆r下,對(duì)加強(qiáng)燃燒率沒(méi)有多大影響。§6.2在1200r/min,平均有效壓力為2.62bar的條件下在1200r/min和平均壓力為2.62bar的條件下,120。的進(jìn)氣持續(xù)期和2.4mm的凸輪升程是最近的配合。有120°持續(xù)期的進(jìn)氣相位運(yùn)行在排氣凸輪在不同時(shí)刻,以確定最佳的組合設(shè)定,類似于上面介紹的1200i7min、1.8
7、bar點(diǎn)的數(shù)據(jù)。圖13表示在最佳配氣時(shí)刻短行程凸輪的P?V圖。短行程期對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率得到了實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)。然而,和在1200i7min,平均有效壓力1.8bar的點(diǎn)相似上,殘余廢氣和deVCT時(shí)比變小了,就如在BSNOx顯示的那樣(7.4g/kWh2.8g/kWh)。相比deVCT,由于較大的平均有效壓力,在短行程中會(huì)使其燃油消耗量提高3.6%但由于不能容納下更多的內(nèi)部的殘余會(huì)使比油耗降低1.6%。最終的結(jié)果是,最佳短行程的油量消耗為2.0%,優(yōu)于deVCT在這一轉(zhuǎn)速/負(fù)載的油量消耗?!?.3在1500i7niin,平均有效壓力為4
8、bar的條件下在1500r/min,平均有效壓力為4bar的條件下,在180°轉(zhuǎn)角的持續(xù)期內(nèi),5mm的進(jìn)氣凸輪升程的效果是最佳的。圖14表示了在最佳點(diǎn)火提前角為50。時(shí)進(jìn)氣相位的變化情況。圖14表示的是后來(lái)的進(jìn)氣時(shí)刻,進(jìn)