四冲发动机改变怠速工况的措施

nathan22128 · 发表于 2011-12-20 11:09:44

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四冲发动机改变怠速工况的措施　　lx.nj
　
研究变容作功，发现有两条不同的路，一是适当变容，改善小油门时压缩比过低的问题。
二是将变容与增压联系，将火花塞点燃的发动机改变成靠压缩点火的匀质压燃式发动机。
对于第二条，在此不谈，因为俺已有不用机械变容机构就可以实现匀质压燃的电控方案。
本帖现在讲得是第一条：适当变容，改善四冲发动机小油门时＝实际压缩比过低的措施。
　
四冲发动机是靠改变进气量来改变输出功率的，在怠速与小油门时，吸入的油汽量很少。
怠速时油门开度很小，实际进气量很少，当进气量为汽缸排量10%时，实际压缩比＝２。
而四冲发动机的作功效率，是与实际压缩比成＊＊关系的，压缩比高才会接近理论效率。
由此可见，以四冲发动机的怠速状态，汽缸内的压缩比和作功效率极低，燃油多被浪费。
　
对于四冲发动机，压缩比相当重要；怠速与小油门时压缩比过低，就严重影响作功效率。
想提高发动机的压缩比，通常有两条路：一是改变燃烧室的容积，二是增加缸内填充物。
改变燃烧室方面，在缸头上安置变容柱塞腔的方案最为简单，主燃烧室比常规的小一半。
增加填充物的做法成本较低，即使用高温废气来填充怠速油汽，也可增加怠速的压缩比。
　
一台GY6发动机，通常怠速耗油率至少240ml/H；常规125立缸机，怠速耗油率约180ml/H。
若从耗油率来看，应该有半个马力输出；但这是为了维持怠速的富油，油汽多半被浪费。
为此曾试验过，不动化油器的怠速状态，另外增加点新鲜空气，发动机转速马上就提高。
但传统四冲发动机的怠速，必须靠富油来维持；如果用标准浓度油汽，怠速会很不稳定。
　
如果增加新鲜空气过多，那叫油汽稀薄，简称贫油，这样的油汽，一般的电火花点不着。
如果将汽油比例再增加到可以点火，那就是油汽偏多，发动机马上加速，转速超出怠速。
所以想让四冲发动机在怠速时增加压缩比，采用简单增加可燃性油汽的办法是行不通的。
此时要求汽缸里的油汽必须可以被火花塞点燃，体积还最好别太少，以保证多点压缩比。
　
（另一个试验：不动化油器＝不动油门，只是提前点火角，发动机转速也会随之提高。）
提前点火角可以给四冲怠速状态增功节油，但会导致怠速不稳，而且在大油门时容易暴震。
关于加速与怠速时随同油门（压缩比）修正点火角，那是属于点火器内容，在此暂时不谈。
在此帖里，只谈论改善怠速时实际压缩比过低、严重富油＝发动机作功效率过低的问题。
　
如果增加油汽，汽缸里的压缩比就可提高；但那样做功过多＝转速飙升，会脱离怠速状态。
所以希望发动机在怠速时有种状态，是汽缸里的有效油汽不要太多，但压缩比又不要太低。
二冲发动机的做法是：汽缸里面残留些高温废气，让少量新鲜油汽因此增加些压力和温度。
在这里，废气起到充填物的作用，增加汽缸里面的气体含量，增加汽缸里面的实际压缩比。
　
在此用废气来充填怠速油汽，是因刚燃烧完的废气还有高温余热，使汽油容易挥发和点火。
若发动机很热，残留废气温度高、量又大，有可能不到火花塞点火，油汽就提前受压自燃。
这样一来，发动机就进入了“残余废气高温压燃”的点火模式，点火时机不受点火器的控制。
“高温压燃”通常不受点火器的控制，需要用别的手段来控制点火时机，不是本帖主题范畴。
　
在这里，只讲略微添加点高温废气混在怠速油汽里，稍微提高点汽缸里的实际压缩比即可。
只要汽缸里的实际压缩比别太弱，做功效率就能极大提高，怠速与小油门就不用那么富油。
如果改用新鲜空气，因为新鲜空气是冷的，其中还有氧气，点火与做功容易偏离怠速范围。
（使用大油门时，油汽大量涌入汽缸，实际压缩比不成问题，可以不在乎有无废气加入。）
　
根据早年实验，进气温度过高，或是汽缸有积碳，油汽就容易在活塞上止点以前发生早燃。
从实验结果来看，少量油汽早燃对于怠速状态的发动机不构成伤害，只是降低油耗和排放。
当今世界，四冲发动机最难减排的转速段是怠速状态，许多发动机都过不了新的排放标准。
而这种适当加入高温废气的做法，可以使四冲怠速变成二冲热机的怠速状态，节油和减排。
　
说到这里，相信有专业基础的你应该可以明白：
１、添加的废气是发动机自身产生的、还有一定残余温度的新鲜废气，不要求含油含氧。
２、添加高温废气的主要是作用是在怠速状态，不是量越多越好，也不是温度越高越好。
３、添加废气的主要用途是增加汽缸内气体含量，提高怠速微油门时实在太弱的压缩比。
４、废气不含氧，只是增加压缩比的填充物；但可利用其废热，增强油汽的挥发和点燃。
　
简易废气加入机构非常简单，只是在活塞下止点位置的的汽缸内壁上钻个2mm大的小孔。
此孔在汽缸内位置偏下，只在活塞到下止点时才露出来，平时都是被活塞外圆遮挡着的。
这样做，只在活塞到下止点的那一瞬间，而且是汽缸内高负压的怠速状态下，才会吸气。
在大油门时，汽缸里面的负压不大，那只孔相对化油器的口径比例很小，几乎不会吸气。
　
此孔在汽缸体内连接缸头的排气口，可将高温废气直接吸入汽缸，要求连接可靠，可微调。
有人担心此举会影响发动机启动，但有点常识的人都知道，启动前发动机排出的不是废气。
也曾试图引用曲轴箱的温热吐气，但那里热得慢，温度不够高，而且里面气体成份变化大。
有条件者可以使用热交换器，利用排气的高温加热进气，但那样做的内容是另外一套理论。
　
此举有点象二冲活塞在排气口位置开的“回气孔”；只是二冲有排气孔，压缩比不会那么低。
所以二冲在热机后，如果精心调节好化油器，怠速时可以测量到比四冲还低一倍的排放值。
曾见某厂家为了“废气回燃”，在缸头采用很复杂的三气门机构，说是可以将废气再烧一遍。
在俺看来，那点废气没啥回燃价值，若适当借用点来充当缸内充填物，可以提高点压缩比。
　
此方案太过ＮＢ，对于上面来说，四冲要仿效二冲，且不很没面子？下面也未必有兴趣做。
特别是太过简单的方案，附件没有当前的“Ｏ２”那么多，太缺乏可糊油草民与上面的噱头。
当今社会，赚￥是第一位，为此不惜颠倒黑白口蜜腹剑，要是玩真的，反而坏了行业财路。
象这种需要重新调节化油器，又没有那么多附件和理由去涨价的东西，肯定不会有人说好。　
　　

nathan22128 · 发表于 2011-12-20 11:29:15

说穿了，就是逼四冲机学二冲机的燃烧模式，以期减少怠速排放，提高小油门时的效率。

杰克丹尼 · 发表于 2011-12-20 13:59:14

学习了没看懂专业

易水萧萧 · 发表于 2011-12-20 17:29:09

这是一个好贴

rzjpyx · 发表于 2011-12-20 18:23:39

专业

nathan22128 · 发表于 2011-12-20 21:12:47

本帖最后由 nathan22128 于 2011-12-20 21:13 编辑

简易废气加入机构非常简单，只是在活塞下止点位置的的汽缸内壁上钻个2mm大的小孔。
& R' h, @ `3 p' \此孔在汽缸内位置偏下，只在活塞到下止点时才露出来，平时都是被活塞外圆遮挡着的。
& D( Y6 B! r" v9 w2 i$ t这样做，只在活塞到下止点的那一瞬间，而且是汽缸内高负压的怠速状态下，才会吸气。
; ~8 S" D3 J; b6 o" X& j' `- ^在大油门时，汽缸里面的负压不大，那只孔相对化油器的口径比例很小，几乎不会吸气。2 {& v3 ?' A e# u! A4 y

nathan22128 · 发表于 2011-12-21 08:48:12

此孔在汽缸体内连接缸头的排气口，可将高温废气直接吸入汽缸，要求连接可靠，可微调。
有人担心此举会影响发动机启动，但有点常识的人都知道，启动前发动机排出的不是废气。
也曾试图引用曲轴箱的温热吐气，但那里热得慢，温度不够高，而且里面气体成份变化大。
有条件者可以使用热交换器，利用排气的高温加热进气，但那样做的内容是另外一套理论。
　
此举有点象二冲活塞在排气口位置开的“回气孔”；只是二冲有排气孔，压缩比不会那么低。
所以二冲在热机后，如果精心调节好化油器，怠速时可以测量到比四冲还低一倍的排放值。
曾见某厂家为了“废气回燃”，在缸头采用很复杂的三气门机构，说是可以将废气再烧一遍。
在俺看来，那点废气没啥回燃价值，若适当借用点来充当缸内充填物，可以提高点压缩比。
　
此方案太过ＮＢ，对于上面来说，四冲要仿效二冲，且不很没面子？下面也未必有兴趣做。
特别是太过简单的方案，附件没有当前的“Ｏ２”那么多，太缺乏可糊油草民与上面的噱头。
当今社会，赚￥是第一位，为此不惜颠倒黑白口蜜腹剑，要是玩真的，反而坏了行业财路。
象这种需要重新调节化油器，又没有那么多附件和理由去涨价的东西，肯定不会有人说好。

qiangui117 · 发表于 2011-12-22 11:04:54

如果像你说的。在活塞下止点开孔可以吸气。但是曲轴箱里面是有压力的。当活塞到上止点的时候，会不会因为活塞上行后小孔被曲轴箱内的压力，压进机油，反而当活塞下行的时候又把小孔内的机油吸入缸体，造成烧机油？

xuemushen · 发表于 2011-12-22 11:45:24

太专业了，估计是大师级别的人物看的。

nathan22128 · 发表于 2011-12-22 12:47:51

本帖最后由 nathan22128 于 2011-12-22 12:48 编辑

qiangui117 发表于 2011-12-22 11:04
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如果像你说的。在活塞下止点开孔可以吸气。但是曲轴箱里面是有压力的。当活塞到上止点的时候，会不会因为活 ...

下行的时候你说它会干什么呢？难到活塞是没有环的吗？哈哈！

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