车用发动机（精选8篇）
车用发动机 篇1
2013年全年全国汽车产销累计分别为2211.68万辆和2198.41万辆, 汽车市场稳定的增长形势影响了发动机市场的走势, 2013全年国内车用发动机供求市场保持稳定增长。2013年全年国内车用发动机累计完成产销突破2000万台, 分别为2040.71万台和2025.00万台, 比上年同期累计分别增长16.95%和16.19%, 产销量增幅均有所增长, 产量增长稍快于销量。产量增幅扩大0.88个百分点, 销量增幅扩大0.73个百分点。
2013年全年国内车用柴油机累计完成356.31万台和358.16万台, 比上年同期累计, 产量增长11.88%, 增幅下降0.5个百分点。销量增长10.06%, 增幅下降0.35个百分点, 柴油机供求市场产销增幅均小幅度下降。
2013年全年国内车用汽油机累计完成产销1679.16万台和1661.89万台, 比上年同期累计, 产量增长17.80%, 增幅扩大1.18个百分点, 销量增长17.33%, 增幅扩大0.98个百分点。12月份国内汽油机产销累计增幅保持稳定增长, 单月及累计发展形势明显好于柴油机市场。
2013年全年全国车用其它燃料发动机累计产销完成5.25万台和4.96万台, 比上年同期累计分别增长402.73%和394.07%, 产销增幅均有下降, 产量增幅下降幅度小于销量。
车用发动机 篇2
新型车用发动机简介 第一节
三角活塞旋转式发动机 传统发动机的缺点
1、传统发动机的缺点 存在往复运动质量，活塞气门等零件随转速的增加，惯性力急剧增加，造成振动，加速磨损，使发动机转速不能进步提高
2、转子发动机的特点 不用连杆、活塞和曲轴，直接将可燃气体的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩，体积小、结构简单、重量轻、运转平稳、噪声小
3、转子发动机的缺点
起动性不好，低速时，动力性和经济性较差
一、转子发动机工作原理
1、转子发动机的组成 气缸、三角活塞、气缸盖
2、转子发动机工作原理（见图）
（1）三角转子与气缸之间形三个工作腔：AB腔、BC腔、CA腔
（2）三角转子的角顶B转到进气孔边缘时，AB工作腔开始进气，此时AB腔的容积最小
（3）随着转子的继续转动，AB腔逐渐增大，可燃混合气不断被吸入（4）当转子自转90°，AB腔容积达到最大，进气孔被关闭（5）转子继续转动，开始了压缩行程，AB腔容积减小
（6）当转子转了180°时，压缩行程结束，火花塞跳火，作功行程开始，随着转子的旋转，AB腔容积增大
（7）当转子转了270°时，AB腔达到最大，作功行程结束，排气行程开始（8）当转子自转一周时，AB腔完成一个工作循环 二、三角转子、气缸体端盖的结构
1、三角转子
（1）断面形状为三角形，所以叫做三角转子
（2）转子上装有气体密封件、机油密封件及转子轴承（3）工作条件：高温高压气体直接作用，而且转速很高（4）要求：必须具有足够的强度、刚度及较小的质量（5）材料：合金铸铁、稀土球墨铸铁、可锻铸铁
2、气缸体与端盖
（1）气缸体与端盖的形状见图
（2）工作条件：直接与高温高压气体接触，气缸体及端盖各个部位的受力受热情况差别很大
（3）要求：气缸体及端盖应具有足够的强度、刚度、导热性好（4）材料：一般用铝合金或高硅铝合金 第二节
燃气涡轮发动机
一、燃气涡轮发动机的结构及作用
1、压气机
（1）结构：离心式压气机
（2）作用：将压气涡轮传给压气机的机械能在压气机中转换为气流的动能，再进而转化为压力能
2、涡轮机
（1）结构：有轴流式和径流式
（2）作用：将燃气的能量转换为机械能
3、燃烧室
（1）结构：环形空间结构，在压气机和压气涡轮之间
（2）作用：燃料在燃烧室内混合，燃烧并将释发出的热量传给燃气，将燃气加热到给定的温度
第三节
斯特灵发动机
1、斯特灵发动机发动机的特点
燃料在发动机外部的燃烧系统连续地燃烧，蒸发膨胀的氢气（或氧气）作为动力气体推动活塞运动而做功
2、斯特灵发动机的结构特点（单作用式）
（1）每个气缸内有两个活塞作往复运动，分别称为动力活塞和压气活塞（2）两个活塞把气缸分隔成两个工作腔：
A、压气活塞顶部的工作腔称为膨胀腔，它处于高温下
B、动力活塞顶与压气活塞底之间的空腔称为压缩腔，处于环境温度下（3）两个活塞的作用；
A、压力活塞的作用是将氢气从一个工作腔送到另一个工作腔，不对外作功 B、动力活塞的作用是将氢气从加热器吸收热量的一部分转变为机械能，且通过传动机构对外输出
3、斯特灵发动机的主要优点（1）燃用多种燃烧（2）排气洁净
（3）噪声与振动较低
（4）工作可靠、使用寿命长、燃油消耗率低（5）热效率高
第四节
电动发动机电动汽车
一、电动汽车的特点
1、定义：
以电能为动力做回转运动的发动机称为电动发动机，以该发动机为动力的汽车称为电动汽车
2、电动汽车优点：
噪声、振动很小、干净、无排气污染环境
3、电能来源：
煤、火力、风力、太阳能、生物能、核能、石油、地热等都可以转换为电能
二、蓄电池与复合动力技术
1、电动汽车所使用的蓄电池种类：
铅酸蓄电池、锌电池、镍氢电池、飞轮电池、燃料电池、氢质子交换膜电池
2、复合动力源电动汽车
（1）构造：一辆汽车中有发动机和内燃机两种动力（2）优点：克服电动汽车一次充电行驶里程短的弱点
（3）使用：在市区，以蓄电池的电能为动力，行驶；在市外，以内燃机为动力驱动汽车，同时给蓄电池充电
三、驱动系统 第五节
太阳能汽车
1、太阳能汽车定义：
靠太阳能电池作为电池的汽车
2、原理：
当阳光照射到车身上的太阳能电池板时，太阳能转变为电能，驱动电动机，带动汽车行驱
3、优点：
最大的优点不用燃料
第六节
压缩天燃气汽车及液化石油气汽车
1、燃气汽车的定义（1）定义：
用压缩天燃气或液化石油气代替汽油、柴油为燃料的汽车
（2）天燃气汽车种类：液化天燃气、压缩天燃气、吸附天燃气
（3）单燃料汽车：不能同时使用两种燃料，两种燃料之间可以转换使用（4）双燃料汽车：天燃气或液化气与柴油混合使用的汽车
2、燃油汽车的优点：
燃烧完全、可以提高压缩比、低温起动性好，可延长润滑油使用寿命
3、燃气汽车的缺点：
车用发动机粉末冶金阀座圈 篇3
车用发动机改用粉末冶金阀座圈的发展趋势
传统的内燃机为了控制燃料流入气缸和燃烧的废气从气缸中排出, 设有气门 (或阀) 系统。进气与排气阀都关闭时, 缸盖就处于气密性状态, 这时密封面就是阀座。
内燃机气阀系统工作条件十分严酷。气门头部温度一般高达800�1000℃, 同时燃烧废气具有强腐蚀性。气门借助弹簧处于闭合的密封位置, 这时弹簧对阀座施加很高的载荷。气门开闭时, 通常都进行转动, 从而气门与阀座表面发生摩擦作用。
多年来, 缸盖一直是由灰铸铁制造的。但是, 近年来, 由于高功率发动机、涡轮增压发动机、L P G (液化石油气) 发动机、无铅汽油发动机以及可使用多种燃料的发动机的开发与应用, 铸铁缸盖已不适用。燃料改用无铅汽油时, 铸铁缸盖阀座部分磨损急剧增大。因此, 阀座部分必须用特种材料制造的镶圈来补充强度, 这种镶圈就是通常所谓的“阀座圈”;另一方面, 为减轻缸盖重量, 增高导热性, 改用铝合金缸盖者日益增多, 而且铝合金缸盖必须镶装阀座圈。
40多年前, 大量的轿车汽油发动机就已经采用铝合金缸盖, 同期开始研究开发粉末冶金阀座圈。现在大批量生产的内燃机都已在使用特制的粉末冶金阀座圈。进入20世纪90年代以后, 随着我国汽车工业的发展, 特别是国家规定汽车发动机必须改用无铅汽油之后, 粉末冶金阀座圈合金的研制与生产, 成为我国粉末冶金零件生产企业的一个热门课题。
世界各国先后都对汽车排放的废气规定了严格的排放标准, 因此, 汽车工业不得不改用无铅汽油、L P G (液化石油气) 、C N G (压缩天然气) 等燃料。但一般发动机不经任何改进就换用无铅汽油时, 阀座将产生异常磨损, 引起燃烧气体窜气及“气门下沉”现象, 从而导致发动机气缸密封性差, 输出功率大幅度下降, 油耗增大, 排放的废气中碳氧化合物、碳氢化合物及氮氧化合物等有害气体成分增多, 对环境的污染加剧。当使用含铅汽油时, 添加于汽油中的四乙基铅在发动机燃烧室中燃烧时生成铅氧化物或铅的化合物, 沉积在气门或阀座表面的这些燃烧产物, 在高温下起润滑膜的作用, 阻止气门与阀座黏着。可是, 采用无铅汽油时, 不会形成这种润滑膜, 气门与阀座在高温、氧化气氛下直接接触, 从而加速黏着磨损。
车用发动机对阀座圈材料的技术要求
鉴于汽车发动机中的阀座, 特别是排气门阀座, 是在高温、高冲击载荷、热腐蚀性气体冲刷下工作的状况, 对阀座材料提出的技术要求主要是要具有优异的高温耐磨性、耐蚀性及高温稳定性、热膨胀系数必须与缸盖材料匹配及力学性能较高。
1.耐磨性
影响阀座磨损的因素各种各样, 错综复杂, 但其磨损机理有些都是密切相关的。阀座的磨损机理可概括为以下几种:因气门冲击产生的疲劳磨损、因气门旋转产生的磨粒磨损、因气门头部弯曲产生的磨粒磨损和与气门的粘着磨损及排出气体造成的腐蚀磨损。由于发动机使用的燃料和工况不同, 其主要磨损机理也不同。使用无铅汽油时, 阀座的磨损主要是与气门的黏着磨损。但阀座的磨损主要是气门旋转产生的磨粒磨损, 因为在发动机运行后, 用光学显微镜观察到气门与阀座表面都在气门的旋转方向出现磨损痕迹,
2.耐蚀性
特别是排气门阀座, 必须能承受排出之高温气的冲刷腐蚀作用。当前, 由于使用燃料的多样化, 在选用阀座材料时, 必须考虑到材料在不同工况下的耐蚀性。据报道, 在基础成分为:wC=1.4%�2.1%、wC r=12%�16%、wM o=2%�3%及少量V的合金中, 添加不同量的Ti、Nb, 用坩埚法进行了氧化铅高温腐蚀试验。试验结果表明, 氧化铅对该合金有很强的腐蚀作用。这就是说, 对于使用有铅汽油的发动机来说, 燃烧产物中的铅氧化物, 对于阀座既有腐蚀作用又有减氧作用。
3.耐热性
高功率发动机中的排气门阀座经常处于高温、高压、强腐蚀等严酷工况下, 工作温度一般高达500�800℃, 因此, 阀座在高温下应具有良好的耐热性。耐热性包括热稳定性与抗热性。热稳定性是指在高温下对氧化作用的稳定性, 而抗热性则指在高温下对机械载荷的抗力。
4.热膨胀系数
气门阀座圈一般都是以过盈配合镶装于气缸盖上的。鉴于气缸盖与气门阀座的冷热交变, 必须使阀座圈的热胀冷缩和气缸盖相匹配, 以免阀座圈产生松动、脱落。因此, 选用的阀座圈材料的膨胀系数应与缸盖材料相近。
车用发动机对阀座圈的材料设计
1.化学组成选择
阀座圈合金的化学成分都是根据发动机的使用工况专门设计的。这类烧结合金的合金元素含量现在分为低、中、高三类。鉴于阀座圈的主要功能是耐磨, 一般使用的合金元素都是固溶强化元素或碳化物形成元素, 诸如N i、M o、W等。为改进材料的高温性能, 有的还添加有C o。为了赋予材料以自润滑性, 在材料中还往往添加铅合金粉与铜合金粉。合金元素都是以纯金属粉、预合金粉或母合金粉的形式加入粉末混合料中, 用传统粉末冶金工艺生产的材料的化学组成与应用。
2.制造工艺
阀座圈通常用传统粉末冶金工艺制造。将铁粉、合金元素粉、预合金粉、硬质相粉、石墨粉、硬脂酸锌粉等混合均匀后, 压制成压坯, 于1150�1260℃下在保护气氛中进行烧结。烧结件的密度应不低于85%理论密度。为增高烧结件的密度, 可将其浸渗以铅或熔渗以铜合金;或在混合粉中添加以P、B、C u P合金等进行液相烧结;或采用粉末锻造、二次压制一二次烧结、冷锻工艺生产。
结语
车用发动机 篇4
2014年2月, 全国轿车出产1637497辆, 环比降低20.18%, 同比增加21.53%;出售1596414辆, 环比降低25.97%, 同比增加17.84%;与上年同期走势比照, 环比降幅稍小, 同比增加幅度显着。2014年1-2月, 全国轿车产销累计分别为3688827辆和3752831辆, 同比分别增加11.38%和10.73%。关于2014年2月份的局势看, 累计产销增幅一成是十分不错的成绩。
2月, 中国发动机产销分别完成1507496台和1521087台, 2014年1-2月, 累计完结产销3299411台和3380487台, 比上年同期累计分别增加8.31%和12.53%。
2 车用柴油机企业2014年2月数据统计
2.1 产销统计
2014年2月, 中国车用柴油机产销分别完成302288台和292156台, 2014年1-2月, 累计完成648467台和587472台, 比上年同期累计, 产值增加13.35%, 销量增加13.27%。2014年以来, 车用柴油机商场全体局势升温, 供求商场增加疾速。
2.2 2014年1-2月产、销排名分析表 (见表1)
产量:
2014年1-2月, 柴油机出产前十家公司累计产值与上年同期累计比照, 九家公司均处于增加趋势, 一家公司产值同比降低。处于增加趋势的公司状况:北汽福田柴油机产值累计增幅照旧最大, 为31.88%, 中国一汽、山东华源莱动和江铃控股的增幅在20%以上, 分别为22.58%、20.64%和20.50%, 四家公司产值增幅在10-20%之间, 分别为云内动力增加14.21%、全柴增加11.39%、潍柴增加11.13%、玉柴增加10.93%。朝柴产值累计增加仅为0.68%。处于降低趋势的公司是东风轿车, 降幅为1.59%。
销量:
2014年1-2月, 柴油机出售前十家公司累计销量与上年同期累计比照, 九家公司增加, 同样是一家公司降低。处于增加趋势的公司状况:中国一汽累计增幅最大, 为22.01%, 增幅在20%以上的还有, 北汽福田增加20.98%, 潍柴增加20.21%。增幅在10-20%的公司有四家, 分别为江铃控股增加19.60%、玉柴增加12.97%、山东华源莱动增加12.20%、云内动力增加11.14%。增幅在10%以下的公司有两家, 全柴增加5.20%、东风轿车增加4.55%。处于降低趋势的公司是朝柴, 降幅为8.19%。
3 车用汽油机企业2014年2月数据统计
3.1 产销统计
2014年2月, 中国车用汽油机产销分别完成1203107台和1226324台, 2014年1-2月, 累计完成产销2646167台和2786032台, 比上年同期累计分别增加7.16%和12.36%。与上年同期累计增幅比照, 2014年2月份累计增加幅度小于上年同期。
3.2 2014年1-2月产、销量排名分析表 (见表2)
产量:
2014年1-2月前十家公司共出产汽油机1537397台, 占汽油机出产累计总量的58.10%。与上年同期累计比照, 前十家公司出产累计悉数处于增加趋势, 增幅最大的是上海大众动力, 增幅为41.13%, 累计增幅最小的公司为东风日产, 增幅为1.34%。其间, 增幅在20-30%的公司只要一家, 为航天三菱;增幅在10-20%的公司有五家, 分别为神龙轿车、上汽通用五菱、重庆长安、上海通用东岳和一汽-大众;其他三家公司增幅低于10%。
销量:
2014年1-2月前十家公司共出售1633800台, 占汽油机累计出售总量的58.64%。与上年同期累计比照, 前十家公司出售累计悉数处于增加趋势。增幅最大的同样是上海大众动力, 增幅为45.84%, 累计增幅最小的公司也是东风日产, 增幅为1.94%。增幅在20-30%的公司有三家, 分别为上汽通用五菱、一汽-大众、航天三菱。增幅在10-20%的公司有三家, 分别为上海通用东岳、五菱柳机、重庆长安。其他三家公司增幅低于10%。
4 其它燃料发动机产销状况
车用发动机能量利用率的提升策略 篇5
(一) GDI技术。
汽油直接喷射发动机 (Gasoline Direct Injection) 简称为GDI发动机, 是近年来国内外内燃机研究的热点。传统的汽油发动机是将汽油喷射到进气管中, 与空气混合后再进入气缸内燃烧, 而GDI发动机是将汽油直接喷入气缸, 利用缸内气流和活塞表面的燃料雾化与空气形成混合气进行燃烧。GDI发动机具有良好的工作稳定性和负荷性能, 同时低温启动能得到了明显改善, 能实现分层燃烧, 燃油经济性大大提高, 其油耗可达到涡轮增压直喷 (TDI) 柴油机的水平, 且省略了涡轮增压装置, 改进了复杂的高压喷射系统。
(二) HCCI技术。
HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) 均质混合气压燃烧技术。HCCI发动机和传统的汽油发动机一样, 都是向汽缸里面注入比例非常均匀的空气和燃料混合气。传统的汽油发动机通过火花塞打火, 点燃空气和燃料混合气产生能量。但HCCI发动机则不同, 它的点火过程同柴油发动机相类似, 通过活塞压缩混合气使之温度升高至一定程度时自行燃烧。HCCI是一种以往复式汽油机为基础的一种新型燃烧模式, 简单来说就是汽油机的一种压燃方式。这项技术在90年代初已经被提出并开始实验, 但是当时电子控制技术没有现在成熟, 所以这项技术直到现在才被大众所知。
(三) 混合动力。
将成熟的汽油机技术与电动机技术结合, 形成汽油机与电动机的组合, 作为现代轿车的动力装置, 这是当代汽车工业为保护大气环境及提高能源利用的重大技术措施。混合动力汽车主要采取两方面的措施来节能, 一是减小发动机排量, 并保证其在最佳工况下运行, 从而降低发动机在变工况下的燃油消耗率;二是通过发电回收减速和制动能量, 以降低整车的能耗。由于GDI发动机技术和混合动力汽车技术都已经相对成熟, 利用以上技术大幅度提高能量利用率的空间已经十分有限。要进一步提高燃油能量利用率, 必须从其他方面着手。
二、发动机余热利用
目前, 发动机转变为有效功的热当量占燃料燃烧发热量 (输入热量) 的30~40%, 冷却水散热占20~25%, 尾气散热占40~45%;也就是说, 只利用了燃料化学能的1/3左右, 另外2/3左右的能量则通过发动机的冷却水散热和高温尾气排热而损失掉了, 如果能将这两部分热量加以利用, 必然会在很大程度上提高发动机效率。
(一) 温差发电技术。
20世纪70年代以来, 一些工业发达国家提出了温差发电器TEG (Thermoelectric Generator) 技术。TEG依据热电直接转换原理, 具有结构简单、无运动部件、无噪声等特点, 在低品位热能利用方面具有独特的效果;把它安装在内燃机的排气管上, 能够将内燃机运行余热直接转换为电能。车用温差发电器的热源是发动机排气和冷却水带走的余热, 前者的温度可达800℃左右, 后者一般在100℃以下。温差发电器冷源的形式有空气自然对流散热、强迫通风散热、水冷散热和环流散热4种。现在设计的热电偶臂长仅为3~10mm, 冷热端间距很小, 所以, 适当的冷源形式是获得较大温差的关键因素之一。研究表明, 温差发电系统的温差越大、热源温度越高、材料优值越高, 发电器的效率就越高。因此, 提高温差发电器性能的方向是开发高优值的热电材料和高效的转换器结构。由于近50年来, 热电材料的研究没有取得期望的进展, 因此, 利用现有材料开发高效温差发电器就成为了主攻的方向。
(二) 利用发动机预热取暖和制冷。
发动机的余热可以用来取暖或者用来进行吸收式制冷, 但这只是在一些需要的场合才使用, 余热的利用量非常有限。余热式采暖系统是通过在车厢内布置采暖加热盘管和新风加热盘管分别加热车厢内的循环空气及新鲜空气, 以提高车厢空气温度和舒适性。其运行成本低, 经济性好, 加工简单, 使用方便。但是, 这种系统无法在发动机停止工作的时候使用, 且在高寒地区使用时对换热元件要求较高。吸收式制冷通过吸附使制冷剂蒸发吸热, 从而达到制冷效果。吸收式制冷对环境无污染, 但其制冷功率小, 系统笨重, 废热利用率不高。
(三) 利用后接蒸汽循环做功。
德国宝马公司最近开发出了汽油机内置蒸气机构“Turbo Steamer”, 在宝马3系列汽车使用的1.8I4缸发动机的基础上, 试制了增加蒸气机构的发动机。研究结果表明, 发动机燃油效率、输出功率及扭矩分别提高了15, 10 k W和20 N·m。目前, 这项研究已进展到缩小系统尺寸、简化部件等方面的工作。宝马公司预计在10年内将这项技术达到实用水平。在“Turbo Steamer”系统中, 采用了高温和低温两个做功循环, 工质分别是水和乙醇。在高温循环中, 工质先通过蒸气发生器加热达到饱和状态, 再通过过热器达到过热状态, 从而具有较高的做功参数, 再通过高温膨胀器实现做功输出, 做功后乏气通过高温冷凝器将热量传给低温循环, 并实现自身的冷凝, 冷凝后的液体工质再通过泵返回蒸气发生器, 从而完成了一个高温循环。低温循环的做功原理与高温循环相同。在两个循环中, 不仅有各循环工质与发动机排气之间的热交换, 还通过蒸气发生器及蒸气发生器、高温冷凝器实现了低温循环与冷却水、低温循环与高温循环间的热交换, 有效地提高了排气余热的利用率。
三、结语
车用发动机的余热约占到燃料燃烧发热量的2/3, 是一个尚未开发利用的巨大能量源, 虽然发动机的余热可以通过取暖或者通过吸收式、吸附式制冷进行综合利用, 但由于地区和季节的原因, 取暖和制冷所利用的能量仅仅是发动机余热的很小一部分。采用后接蒸气动力循环余热利用方法与降低发动机有害排放物不矛盾, 所采用的提高汽油机排温来提高蒸气动力循环热效率的措施还有利于降低发动机的排放。因此, 研究发动机的后接蒸气动力循环将为进一步大幅度提高现代汽油机的性能寻找一条新的途径。
参考文献
[1].陆展华.GDI发动机及其稀燃优化技术[J].柴油机, 2003, 6 :36~41, 51
[2].杨妙梁.汽车发动机与环境保护[M].北京:中国物资出版社, 2000
车用发动机 篇6
我国目前使用的E10车用乙醇汽油和巴西使用的E20～E25车用乙醇汽油中所掺入的乙醇都是无水乙醇。无水乙醇调配混合汽油虽然简单容易,但生产成本较高,能耗较大。而且,在无水乙醇燃料的使用过程中必须保证系统相对密闭和干燥,防止外界水分的介入,否则可能导致燃油的相分离,使发动机不能正常运作。
本次试验所用燃料为93#汽油、E10W93#车用工业乙醇汽油和E20W93#车用工业乙醇汽油。93#汽油为市售普通93#汽油,E10W93#车用工业乙醇汽油为10%工业乙醇加90%93#组分汽油调配而成,E20W93#车用工业乙醇汽油为20%工业乙醇加80%93#组分汽油调配而成。其中工业乙醇是采用的95%的含水乙醇,加入了添加剂之后,能有效解决燃油分层的问题。同时,降低了乙醇汽油生产成本,节约了大量的资金和能源。
1 试验方法和设备
在一台型号为CWF-230G电喷汽油发动机上,使用93#汽油、E10W93#工业乙醇汽油和E20W93#工业乙醇汽油进行100%负荷工况下速度特性、50%负荷工况下油耗和50%负荷工况下排放试验。研究发动机在使用三种不同燃料在相同工况下的输出功率、扭矩,燃油消耗量,燃油消耗率以及常规污染物排放。燃油消耗量的测量采用日本小野电喷油耗仪进行测量。排气污染物浓度采用日本HORIBA五组分气体分析仪进行测量。试验参照GB18297《汽车发动机性能试验方法》进行。
2 试验结果与分析
2.1 发动机100%负荷下的速度特性试验
在发动机油门全开条件下测量发动机使用三种试燃料的输出功率、输出扭矩和燃油消耗率,研究乙醇汽油对发动机的动力性和经济性的影响。在100%负荷、不同转速下,发动机采用93#汽油的输出功率见图1,采用E10W93#车用工业乙醇汽油的输出扭矩见图2,采用E20W93#车用工业乙醇汽油的燃油消耗率见图3。
结果表明,发动机在100%负荷条件下,燃用三种燃料的输出功率和扭矩随发动机转速的变化趋势基本一致。E20W93#车用工业乙醇汽油输出功率和扭矩最大,93#汽油居其次,E10W93#车用工业乙醇汽油最小。发动机燃用E10W93#车用工业乙醇汽油的燃油消耗率最高,在发动机转速在4 000 r/min之前,发动机燃用E20W93#车用工业乙醇汽油的燃油消耗率同93#汽油相当。高转速阶段,发动机燃用E20W93#车用工业乙醇汽油的燃油消耗率明显低于93#汽油。
2.2 发动机50%负荷下的排气污染物排放试验
为了考察不同燃料在发动机上的排放特性,我们在发动机50%负荷下使用三种试验燃料,检测排气中的CO,HC和NOx排放。试验中发动机转速范围从怠速到6 000 r/min,每隔500 r/min进行一次排气污染物排放的测量。图4、图5、图6分别为CO,HC和NOx的排放。
通过试验结果可以看出,发动机燃用三种燃料的HC排放浓度变化趋势基本一致。在发动机转速在4 000 r/min之后,发动机处于高转速下,燃用93#汽油的HC排放效果最差,燃用E20W93#车用工业乙醇汽油的HC排放最好。燃用三种燃料的CO排放变化趋势基本一致,随着转速的提高,发动机在高速运转的状态下,燃用93#汽油的CO排放效果最差,燃用E20W93#工业乙醇汽油的CO排放效果最好。
发动机排气中的HC和CO主要是由燃料的不完全燃烧造成的,二者的产生与过量空气系数有密切的关系,一般来说HC和CO的排放会随着过量空气系数的增大而越少。由于乙醇是一种含氧的化合物,本身分子中还有35%的氧,将乙醇加入到汽油中调配成的车用乙醇汽油燃料氧含量比普通汽油要高,故和普通汽油相比能有效地降低HC和CO的排放。
从图6可以看出,发动机转速在2 500 r/min之前,燃用三种燃料的NOx排放浓度不断增大,在2 500 r/min到4 000 r/min之间处于比较稳定的状态,在超过4 000 r/min之后呈下降趋势。发动机使用三种燃料的NOx排放浓度最大值均处于2 500 r/min到4 000 r/min之间。燃用E20W93#车用工业乙醇汽油的NOx排放最大,E10W93#车用工业乙醇汽油次之,93#汽油最小。
发动机排气中的NOx排放主要是由于高温高压环境下形成的NOx(主要是NO)。当发动机处于2 500 r/min以下时,随着发动机转速的不断提高,越来越有利于NOx的形成,NOx的排放会随之不断地升高。当发动机处于2 500 r/min到4 000 r/min之间时,发动机处于最佳燃烧状态,且能够为NOx的形成提供足够的反应时间,NOx的形成条件处于最佳状态,NOx排放最高。当发动机转速超过4 000 r/min时候,随着发动机转速的提高,混合气燃烧的时间越来越短,燃烧状况越来越恶劣,NOx的排放也随之下降。
3 结论
a.E10W93#和E20W93#在试验用发动机上燃用的输出功率、扭矩和燃油消耗率同普通汽油相当。试验数据变化不明显。
b.E10W93#和E20W93#的CO和HC污染物排放有所降低。发动机转速为4 000 r/min以上时,CO和HC污染物排放降低比较明显。
c.E20W93#的NOx排放明显高于93#和E10W93#,93#和E10W93#的NOx排放水平比较接近。这主要是由于E20W93#中乙醇含量较高,进而燃料中氧含量较高,在燃烧中处于富氧燃烧状态,NOx排放量就有所上升。
参考文献
[1]刘圣华,魏衍举,吕胜春,等.乙醇汽油发动机排放特性研究.西安交通大学学报,2006,(40).
[2]祁东辉,刘圣华,李晖,等.电喷汽油机燃用乙醇/汽油混合燃料排放及催化转化.安全与环境学报,2006,(5).
车用发动机 篇7
1-释压电磁阀2-空气进口3-增压后的空气4-气动执行器5-废气进口6-旁通阀7-废气出口8-增压器
一、废气涡轮增压系统的结构
涡轮增压系统一直被广泛应用于重载工作的发动机 (如图1所示) , 它根据发动机的负荷来控制排气的流动路线, 通过涡轮增压器对吸入的空气进行压缩, 增大气体密度, 从而增加每个进气行程进入燃烧室的空气量, 增加循环供油量, 提高升功率和升扭矩, 达到提高燃烧效率、提高整机使用经济性的目的。国内常见的奥迪A6、帕萨特B5、等轿车的汽油发动机都采用废气涡轮增压系统。随着排放标准, 特别是降低燃油消耗率、减少CO2排放量标准的提高, 为了使车辆在城市道路运行和在高速公路运行时都能具有较低的燃油消耗率、较好的动力性和排放性, 废气涡轮增压技术必将在汽油机中得到广泛应用。
电控废气涡轮增压控制系统的组成如图2所示, 整个系统由增压器、释压电磁阀、气动执行器及旁通阀等部分组成。通过旁通阀的开闭实现系统的压力控制, 若旁通阀关闭, 废气几乎全部流过增压器, 增压压力提高。若旁通阀开启, 部分废气经旁通通道直接排出, 增压压力降低。旁通阀的开启和关闭由ECU通过释压电磁阀和气动执行器控制来实现, 受工作温度的限制, 系统采用气动式执行器操纵旁通阀, 而不直接用电磁阀控制。在正常情况下, ECU输出高电平信号使释压电磁阀动作, 切断气动执行器气室与空气进口的连通, 使气室与增压器出口连通, 此时气室内的压力与增压压力相等, 气动式执行器推动弹簧使旁通阀关闭, 废气涡轮处于正常工作状况。当增压压力过高时, ECU输出低电平信号, 释压电磁阀释放, 切断气动执行器的气室与增压器出口的连通, 使气室与空气进口连通, 于是气室压力降低, 弹簧恢复力使旁通气阀打开, 增压压力下降。
ECU主要根据进气歧管的压力对增压压力进行控制, 在高速大负荷时旁通阀开启放气, 其目的是提高低速转矩的同时, 避免高速时发功机的机械负荷和热负荷过高。在有些车型中, 还增加了爆震反馈控制功能, 当发动机发生爆震时, ECU立即打开旁通阀放气, 使增压压力降低, 当爆震消失后, 再逐渐关闭旁通阀, 使之恢复到正常的增压压力。
近年来, 可变旁通阀开度的闭环增压控制系统也开始进入应用。在闭环控制系统中, ECU根据发动机的工况, 首先以预置的旁通阀开度数据控制旁通阀的开度, 然后由位置传感器将实际执行结果反馈到ECU, ECU根据偏离情况进行调整。采用增压闭环控制后, 可以更精确地控制发动机的扭矩, 大大改善了急加速时动力输出滞后的现象。
二、废气涡轮增压系统的工作原理
1-压力机蜗壳2-涡轮蜗壳3-中间体4-浮动轴承5-涡轮叶轮6-隔热板7-挡油板8-止推轴承9-密封套10-密封环11-压气机后体12-压气机叶轮
废气涡轮增压系统的工作原理如图3所示。废气涡轮增压是利用发动机排出的高温、高压废气, 驱动涡轮增压器中的动力涡轮 (废气涡轮) , 再带动与动力涡轮同轴的增压涡轮 (进气叶轮) 一起转动。增压涡轮一般位于空气流量传感器 (MAF) 与进气门之间的进气管道中。增压涡轮转动时, 对从空气滤清器进入的新鲜空气进行压缩, 然后再送入气缸。
废气涡轮增压系统的主要部件有涡轮增压器、废气旁通阀和中冷器等。
1. 涡轮增压器
涡轮增压器是一种由废气驱动的装置, 依靠气缸排出的热废气的迅速膨胀, 快速推动涡轮机叶轮旋转来压缩进入发动机燃烧室的空气, 最终提高发动机的功率。因为热废气的膨胀可加快涡轮的旋转, 所以涡轮增压器通常紧挨着排气歧管布置, 以提高工作效率。涡轮增压器由压气机 (包括压气机叶轮和压气机蜗壳) 、涡轮 (包括涡轮叶轮、涡轮蜗壳等) 和中间体3部分组成, 如图4所示。中间体内有轴承, 以支承转子总成 (压气机叶轮、涡轮叶轮和轴等) , 还有密封、润滑油路和冷却腔等。涡轮增压器内的动力涡轮和增压涡轮安装在同一根轴上, 当废气从排气歧管流至动力涡轮机叶轮处, 其压力就使动力涡轮叶轮转动, 同时增压涡轮也转动, 迫使空气进入气缸。
2. 废气旁通阀
废气旁通阀与涡轮增压器相连, 用于增压过高时旁通放气。涡轮增压过程中, 若压力过大会导致过分爆燃, 甚至损坏发动机。废气旁通阀可使废气绕过废气涡轮, 使其动力减少, 降低增压效果。如图5所示为废气旁通阀在涡轮增压过程中的作用, 旁通阀门打开时, 排气绕过动力涡轮, 增压压力下降;当旁通阀门关闭时, 所有排气均穿过动力涡轮, 使增压压力上升。
3. 中冷器
在废气涡轮增压系统中, 一般都带有中冷器 (即中间冷却器) , 他是一个热交换设备, 可降低进气温度, 对消除发动机爆震、提高进气效率等都是十分有利的。中冷器一般安装在涡轮增压器和燃烧室之间。气流从涡轮增压器出来之后, 在进入燃烧室之前, 要经过中冷器冷却降温, 使气体体积减小, 密度增大, 这就允许将更多的空气压缩进入燃烧室, 使得发动机功率增大。与此同时, 冷却的气体还可以降低进入燃烧室的混合气温度, 这有利于抑制发动机爆燃和提高发动机的输出功率。
三、废气涡轮增压系统检修
涡轮增压系统出现故障可能会造成很多问题, 如发动机功率不足, 排气冒蓝烟或黑烟, 机油消耗过大, 涡轮增压器有噪声, 压气机或涡轮密封润滑油泄漏等。引起涡轮增压器故障的主要因素有机油不足, 机油中混入杂质和从进气口中吸入杂质等。为了防止这些故障的出现, 应对废气涡轮增压系统定期进行维护和检查。
(1) 首先检查发动机基本工作条件、压缩和泄漏及点火系和燃油供给系。如果供油量和压力都正常, 则再检查点火系的击穿电压是否足以点燃由涡轮增压产生的高压混合气, 点火时刻是否正确。
(2) 目测软管、垫片和管道装配是否正确, 有无损伤、磨蚀。如破损或变质, 将使涡轮装置不能正常工作, 导致增压压力过高或过低。
(3) 检查进气负压或空气滤清器真空泄漏情况。检查时可向进气系统注入丙烷, 观察发动机转速和真空度, 同时检测HC水平。丙烷通过漏气处, 真空度和发动机转速会增加, HC水平会下降。
(4) 检查涡轮增压器。
(1) 仔细观察增压涡轮和动力涡轮是否存在弯曲、破裂或过度磨损现象。
(2) 检查涡轮壳体内部是否存在由于轴的摆动范围过量、进入脏物或润滑不当而造成的磨损或冲击损伤。用手旋转涡轮, 手感阻力应是均匀的, 不应过大, 转动应无粘滞感, 无擦伤或任何接触。
车用发动机 篇8
按照修理规范要求, 发动机的气缸按每100mm缸径, 圆度不得大于0.125mm、圆柱度不得大于0.4mm。否则, 应进行搪削修理或更换缸套。由于气缸的磨损程度决定着发动机是否需要进行大修, 因此, 在发动机的使用与维修过程中, 采取一些必要的措施, 对于减少气缸的非正常磨损, 延长发动机的大修间隔期是十分有益的。
一、加强“三滤”。
即:空气滤清器、燃油滤清器和机油滤清器的维护保养工作。这是防止金属杂质和砂石颗粒进入气缸, 减轻气缸壁产生磨损, 延长发动机使用寿命的一项重要措施。尤其是在多风沙地区工作的发动机, 更应该注意这一点。对于为了片面追求节约燃料, 而不装空气滤清器的做法应坚决杜绝。据有关资料显示, 在风沙严重的地区, 因发动机不装空气滤清器, 而造成的气缸壁磨损的程度, 比装有空气滤清器的大几十倍, 甚至达到百倍。因此, 应高度重视发动机“三滤”的维护保养。
二、掌握正确的操作方法。
冷车起动发动机时, 由于原气缸壁上的机油, 在停车后沿缸壁下流, 使得在发动机起动瞬间得不到润滑油, 而出现干摩擦。尤其是在冬季, 由于温度低, 机油粘度大, 且流动性差, 使得气缸壁得不到充足的润滑油, 从而造成起动时气缸壁的磨损大大增加。为了减少磨损, 初始启动时, 应先将发动机转动几圈, 待
处理结果达到平衡, 噪音干扰衰减到足够小;7、设定背景 (比例、颜色代码) 来显示结果;8、审查和分析在岩层中探测到的异常的平面 (二维) 和立体 (三维) 绘图。
(五) 处理结果解释与评估。
采集的TRT数据, 通过TRT软件进行处理, 获得P波、S波波速, 地质层析扫描成像成果图 (见附图1) , 在成果解释中, 以P, S波资料, 地质层析扫描成像图为依据, 对现象进行解释如下:检测范围长度为150m;有效预测长度为120m, 里程为D2K61+230~D2K61+110;预测宽度中心线左右各20m, 高度为40m, 掌子面在图中的位置为30m, 本次勘测的主要反射区为10-50m, 中间主要为负反射, 反射图较完整, 前面和后面主要为正反射。从成因上看, D2K61+220~180处可能为宽40m的不连续软弱岩层及断层破碎带, 主要地质灾害是破碎带冒顶垮塌, 在施工过程中渗水量有可能增大。
六、地质调查与地质素描
(一) 地表基岩岩性。阿克路隧道出口段出露侏罗系紫红色泥岩夹砂岩, 风化强度中等, 节理裂隙发育, 岩层走向NW310°、倾向NE40°、倾角28°, 主要节理走向NW300°、倾向SW210°、倾角70°。
(二) 隧道工作面素描。1、阿克路斜井进去距隧道出口150m处, 掌子面青灰色砂岩与紫红色泥岩, 岩层走向NW320°、倾向NE50°、倾角83°, 主要节理走向SW195°、倾向SE1O5°、倾角61°, 节理裂隙发育;岩石裂隙张开, 被泥质填充, 厚约0.2-0.5cm, 在青灰色砂岩与紫红色泥岩的接触面可见宽约5~6m的断层破碎带。2、阿克路隧道工作面里程D2K61+230, 掌子面岩性侏罗系紫红、青灰色泥岩, 岩层走向NW330°、倾向NE60°、倾角55°, 岩体破碎、节理裂隙发育, 局部破劈理密集, 主要节理走向NW295°、倾向SW205°、倾角50°。上导发育一条走向为气缸摩擦表面得到润滑后再供油起动。当发动机启动后, 应采用怠速运转使其升温, 待机油温度达到40℃以
三、保持发动机的温度在正常范围。
发动机的正
常温度一般为80~90℃。若温度过低, 气缸得不到良好的润滑, 缸壁磨损将会增大, 并且气缸内的水蒸汽容易凝结成水珠, 溶解废气中的酸性气体分子而生成酸性物质, 使气缸壁受到腐蚀磨损。若温度过高, 会降低气缸的强度, 同时润滑油膜会因高温而遭到破坏, 使得缸壁◇磨损加剧。另外, 活塞及活塞环受高温的影响, 会出现
过度膨胀, 使隔壁不易形成润滑油膜, 而出现干摩擦, 严重时还会出现“拉缸”现象。
四、保证发动机良好的润滑条件。
要使气缸内得到良好的润滑, 除了要求机油的温度要保持正常外, 对于不同型号的发动机, 还应保证机油压力符合原厂的规定。在使用过程中, 应经常检查机油的数量和质量, 发现不足或变质时, 应及时补充或更换。更换机油时, 应注意地区和季节的差别, 选择粘度适当的润滑油, 以满足发动机良好润滑的需求。在维修保养过程中, 还应加强对活塞环的检测和选用, 尤其是活塞环的弹力要符合技术要求。若弹力过小, 发动机在工作时, 燃气会窜入曲轴箱, 冲刷缸壁上的机油, 使缸壁磨损加重。若弹力过大, 缸壁不易形成良好的润滑油膜, 甚至会破坏缸壁上的润滑油膜, 同样会加剧缸壁的磨损。
实践证明, 只要我们掌握了正确的操作方法, 严格遵守操作规程, 加强发动机在使用中的维护保养, 就会减少发动机气缸的非正常磨损, 延长发动机的使用寿命。
NW, 宽约0.6m的断层破碎带。
七、综合评价与建议
(一) D2K61+230~220 (10m) 段:
该段围岩等级为V级。该段围岩接近断层破碎带, 在施工过程中注意加强监护, 渗水量可能增大, 注意渗水量的监测和防护。
(二) D2K61+220~180 (40m) 段为不连续软弱岩层及断层破碎带:
隧道渗水量可能增大, 围岩等级为Ⅴ级。建议在该段施工过程中注意加强监护。通过断层破碎带时, 采用小进尺、勤支护的施工方法, 减少岩层的暴露时间、防止垮塌;采用爆破法掘进时, 严格掌握炮眼数量、深度及装药量, 以减少爆破震动对围岩的影响;在施工过程中隧道渗水量有可能增大, 注意渗水量的监测和防护。各施工工序的时间尽量缩短。
(三) D2K61+180~110 (70m) 段:
该段围岩等级为V级。该段围岩探测未发现大型不良地质构造, 要注意控制渗水对隧道施工的影响, 要加强支护, 特别要防止洞顶渗水, 引发掉块、塌方事故的发生, 防垮塌的同时注意监测洞内渗水量。
八、附图
勘测范围:长度为150m, 宽度中心线左右各20m, 高度为40m, 掌子面在图中的位置为30m。
大瑞铁路阿克路隧道出口超前地质
预报工作完成后, 超前地质预报成果经过隧道现场施工作业得到了验证。目前, TRT6000地震波三纬超前地质预报系统已经在大瑞铁路一标段十四座隧道进行了超前地质预报并出具了预报成果, 总计预报里程9421米, 精确的预测预报在指导施工作业中发挥了作用, 得到了项目部和指挥部的认可。 (作者单位:中国中铁八局集团建筑工程公司西南检测中心)
摘要：发动机气缸的非正常磨损, 往往容易被人们所忽视, 然而却会对发动机造成不可估量的损失。作者在长期的维修实践中, 通过对发动机气缸磨损原因的分析认为, 车辆在使用和维护保养过程中, 采取正确的操作方法, 保证发动机良好的润滑条件, 保持发动机的温度在正常范围, 并加强“三滤”的维护, 是减少发动机气缸非正常磨损最有效的措施。