提高发动机动力性能的途径

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1、时速超过 600 km 的猛兽,道奇战斧车价:55.5 万美金(虽然超贵,但是没有传说中的 1 亿,或许是其他货币)Year:2003 美国制造排气量:8277 cc(你没看错是 8277.cc ,一般的托拉谷都大概是 5500.cc)最大马力:507 匹最大扭力:71.2 Kgm车重:680 Kg最高速度:676 Km/h0100 Km/h:2.6 Sec.迷你摩托车发动机是将其燃烧室内可燃混合气燃烧产生的热能转化为机械能的一种热机。其基本原理是将由燃烧产生的推力推动活塞做的往复直线运动转化为曲轴的旋转运动,进而对外输出作功。作为迷你摩托车消费者,最关心的莫过于发动机的动力性能。衡量发动机动

2、力性能的指标包括有效扭矩和有效功率,即人们常常提到的发动机的载重爬坡能力和行驶加速力。本文以发动机的动力损失及改善措施为重点,就如何提高迷你摩托车发动机动力性能作一浅析。 一、发动机的动力损失 1、发动机效率 在热能转化为机械能的过程中,存在一个输入与输出的关系,即发动机效率。发动机效率等于发动机的输出功率和燃料燃烧所能获得的功率之比,主要包括机械效率和热效率两个指标。其中机械效率等于有效功率与指示功率(发动机在燃烧过程中燃烧室内产生的功率)之比。一般迷你摩托车发动机的机械效率为0.80.9。而热效率是指可燃混合气燃烧后用于作功的那部分热量与所能产生的总热量之比。一般迷你摩托车发动机的热效率为

3、 0.200.25。 2、发动机动力是如何损失的 若汽油与空气的混合气按照空燃比(可燃混合气中空气与汽油的质量之比)A/F=14.7:1 或过量空气系数(燃烧 1kg 燃料实际供给的空气质量与完全燃烧1kg 燃料所需的理论空气质量之比)=1 来完全燃烧,那么燃烧所产生的热量,其中一部分在发动机排气行程中进入大气,这部分损失称为排气损失,约占总能量的 40%左右。另一部分热量由发动机冷却系统散发到大气中,这部分损失称为冷却损失,约占总能量的 20%左右。仅有 40%左右的剩余热量用来作功,亦即理论上的热效率。而发动机的实际热效率很低,一般四冲程发动机约为20%25%,即使是高性能发动机,其热效率

4、也不到 30%。这是因为:第一,迷你摩托车发动机随工况不同,对可燃混合气的成份要求也不同,所以可燃混合气不可能按照理论上的空燃比 A/F=14.7:1 或过量空气系数 =1 来完全燃烧,也就使可燃混合气燃烧不充分,热量不能完全得到释放,其中未能完全燃烧的燃料约占 5%左右。第二,发动机在实际运转中的各种摩擦损失约占总能量的5%8%。主要包括活塞环与气缸壁之间的摩擦损失。各轴承与曲轴之间的滑动摩擦损失。曲轴驱动配气机构及各种辅助机构如机油泵、水泵、风扇等产生的动力损失。克服润滑油黏度及黏温特性所带来的摩擦损失。根据测试统计,在以上机械摩擦中:活塞约占 25%、活塞环约占 19%、传动系约占 22

5、.5%、曲轴约占 5%、阀系约占 6%、连杆轴承约占 10%、曲轴大小轴瓦约占 12.5%。而且摩擦损失会随发动机转速的升高而增大,转速越高,摩擦损失越快。 二、提高发动机动力性能的途径 1、减少摩擦损失,提高发动机内部润滑性能 (1)合理设置润滑方式 根据发动机摩擦部位的不同,设置使用不同的润滑方式。如主轴颈、连杆轴承、凸轮等部位采用飞溅润滑方式;水泵轴承、发电机和启动电机轴承、冷却风扇轴承等则采用油脂润滑方式。 (2)选择性能良好的润滑部件并合理设置润滑油道。 (3)根据不同地区和气温差异选用质量性能良好的润滑油及润滑脂。 (4)对影响摩擦损失较大的零部件,如气缸套和活塞环等采用金属陶瓷等

6、新型材料,并进行精磨合,能使摩擦阻力降低 80%左右。 经过以上改进,发动机的动力性能可提高 5%15%。 2、减少热损失,改善发动机燃烧条件 (1)提高发动机的压缩比 发动机压缩比就是压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比。压缩比愈大,在压缩行程终了时,混合气的压力和温度愈高,燃烧速度加快,因而发动机的输出功率也愈大,动力性能自然更好。但是压缩比过大,反而会出现爆燃或表面点火等不正常燃烧现象。爆燃是燃烧室内末端混合气在火焰前锋未到达前自燃,产生一个或多个新的火焰核心,引发爆炸式的燃烧反应。不仅会造成发动机过热,功率下降,严重时还可能损坏发动机零部件;而表面点火是气缸内混合气被燃烧室

7、内炽热表面或炽热点所点燃,也会造成发动机零部件的损坏等不良后果。加之为了提高压缩比,通常使用更高辛烷值的汽油,又会增加迷你摩托车使用成本,所以发动机的压缩比一般控制在 612 之间,不易过高。 2009-7-4 10:51 回复 迷你机车 2 位粉丝 2 楼(2)提高发动机的进排气效率 提高进排气效率,进入气缸内的新鲜可燃混合气就愈多,燃烧后的废气排放愈干净,燃烧愈充分,用来作功的热量也就愈多,动力性能也就相应得到提高。 a)采用二次进气装置 通过在进气歧管上加装独立的二次进气装置,增加单位时间内进入气缸内的空气量,减少进气阻力,提高充气效率,使燃烧更充分,发动机的动力亦会显著提高。 b)采用

8、多气门 进排气门的增多,提高了进排气面积和高速气流的流量,发动机排气效率也得到提高。且采用多气门后,每个气门的体积减小,重量减轻,其运动惯量小也利于高速运动。所以发动机采用多气门机构可提高进气效率和动力。多气门主要针对高速时的进排气效率,但低速时其进排气效率反而有所降低,故对于多气门应视情况来设定。 c)改进进排气门行程 气门行程的改变会改变进排气面积,亦能提高进排气效率。当发动机低速时,采用较小的气门行程即减少了进气面积,有利于提高发动机低速时进排气效率;当发动机高速时,采用较大的气门行程即增大了进气面积,有利于提高发动机高速时进气效率。 d)发动机的进排气门根据发动机的工作循环,打开或关闭

9、时刻所对应的曲轴转角称为配气相位。配气相位的准确与否对发动机的动力性能有很大影响。如果配气相位不准确,会导致进气不充分,排气不顺畅,影响混合气的形成品质,造成燃烧不完全,使发动机的动力下降。由于废气和新鲜空气在运动中的惯性,使进排气有一定的迟滞期。为了使气缸内的废气排除得更干净,新鲜空气进入更充分,需要进排气门有一个同时开启的时刻,即气门重叠角,也就是配气相位。所以发动机低速时使用较小的气门重叠角,反之则使用较大的气门重叠角,这样就可以提高进排气效率,提高发动机的动力性。 (3)改善点火提前角 发动机的转速和可燃混合气的燃烧速度,造成可燃混合气点燃时必须有一定的点火提前角(点火时,曲轴的曲拐所

10、在位置与压缩行程终了活塞到达上止点时的曲拐位置之间的夹角),否则高温高压的气体在气缸内不能得到比较完全的膨胀,热能不能有效利用,损失增大,影响发动机的动力性。 所以应严格控制点火提前角。当发动机转速一定时:负荷加大,产生爆燃的倾向增大,应适当减小点火提前角;负荷减小则应加大点火提前角。当节气门开度一定时:发动机转速增高,适当加大点火提前角,反之则适当减小点火提前角。 (4)使用汽油喷射系统 汽油喷射系统能够精确地计量可燃混合气浓度,并能根据发动机工况随时修正,实现均匀点喷,使空燃比经常保持在A/F=14.7:1 或过量空气系数 =1 的最佳区域内,混合气燃烧充分,减少热损失。使用汽油喷射系统,

11、可使发动机功率提高15%20%。 三、案例 针对在国内市场经久不衰的铃木 GS125 迷你摩托车,2003 年经过动力升级后,其低速功率和扭矩提高了 10%左右,能瞬间爆发强劲动力,最高时速达到 100km 以上,爬坡能力更加卓越。其动力升级主要采取了以下改进: 1、采用全新双椭圆燃烧室,形成独特的燃料双涡流现象,大大提高了混合气体的燃烧效率,将更多的燃料更彻底地转化成动力。 2、改变了凸轮轴的形状曲线,变更进排气门的开启幅度和发动机的配气定时,增加进气量,提高热量利用率,增加中低速性能及爬坡载重能力。 3、轻量化活塞和气门部件大大降低了发动机的运转阻力和功率损耗,提高了发动机的有效输出功率。

12、 4、采用日本 MIKUNI 新型化油器,缩短了混合气体的通过距离,使油门响应更快捷,提速更快。 5、采用最新数字点火系统,智能控制,确保点火更精确、燃烧更充分。 通过对改善前后的发动机进行 200 小时耐久试验对比可知:改善后其动力性能提高了 10%。 1、增加发动机的压缩比,压缩比越大动力性越强。2、采用电喷燃油供给系统及多点喷射,使油气混合比达到最佳,同时提高雾化程度,改善燃烧特性。3、降低排气温度,增加进气量,采用多气门,提高进排气效率,降低残余废气系数。4、采用点火正时可变及气门可变,充分利用气体惯性和降低进气阻力提高进气效率,放宽工作包线。5、采用涡轮增压,提高高转速下的进气量。6

13、、采用合适的进气歧管,利用使喘振频率与工作频率一致,利用气体喘振提高进气量。 改装知识:发动机压缩比的改装(2009-03-02 12:22:11) 转载标签: 改装培训班改装知识改装培训动力改装汽车分类: 汽车改装课堂 压缩比 是汽缸的总容积与燃烧室容积的比值。压缩比的大小表示了活塞由下止点运动到上止点时,气缸内的气体被压缩的程度。压缩比越大,压缩终了时气缸内气体的压力和温度就越高。 压缩比 的大致范围是:汽油机的压缩比 =7-11;柴油机的压缩比 =14-22.由于汽油和柴油的物理和化学特性不同,汽油的自燃点要比柴油高,柴油的蒸发性要比汽油差得多。根据燃油的性质,汽油的燃烧选择点燃,才有的

14、燃烧选择压燃。压缩比对这两种燃烧方式都起着至关重要的作用。本节主要讨论汽油机压缩比的改装。随着压缩比 的增大,会使燃烧的热效率提高,也可以使进气效率提高,发动机的功率、扭矩增大,有效燃油消耗率降低。同时也会增加未燃混合气自燃的倾向,容易缠身爆炸;压缩比过大,热效率提高程度减慢,发动机燃烧粗暴,导致机件的机械负荷过大,排放污染严重。发动机的压缩比的增大为发动机的性能的提高增加了可能。压缩比提高的方法主要有减小燃烧室的容积,包括磨削汽缸盖、在燃烧室内增加固定物,使用较薄的气缸垫等。对发动机压缩比提高的方法还有更换活塞的型式,使活塞头部与缸盖围成的燃烧室的容积减小,甚至可以增加连杆的长度或者增加曲轴

15、的回转半径。上述的方法对发动机的改动很大,需要由专业改装人员承担。压缩比的提高会对发动机的强度产生影响。适当的提高压缩比,采用高辛烷值的燃料,可以提高发动机的性能。过多的改变压缩比,会产生爆燃现象,对发动机产生较大的伤害,发动机的寿命会急剧缩短。1.磨削气缸盖气缸盖、缸套和活塞围成燃烧室。适当的磨削汽缸盖,可以使原先可能不平整的气缸盖得到修平,气缸盖的平面度的极限值是 0.20mm0.30mm,曲轴的回转半径的极限值是 0.30mm。因此,对于通过磨削气缸盖来提高发动机的压缩比时,磨削的厚度不应超过两者的极限值 0.30mm。2.在燃烧室内增加固定物在燃烧室内增加固定物是提高压缩比比较简单的方

16、法。通过在燃烧室内固定占有一定容积的物体,使得燃烧室内的气体占有的容积减少,达到使压缩比增大的目的。3.更换较薄的汽缸垫汽缸垫防止带汽缸盖和缸体之间。汽缸垫压缩后在燃烧室占有一定的容积,通过减薄汽缸垫的厚度或者换用薄的钢制汽缸垫,可以使燃烧室的容积减少,相应可使压缩比增加。4.更换活塞活塞是发动机中工作条件最严酷的零件。作用在活塞上的有气体力和往复惯性力,这些力都是周期性变化的,且其最大值都很大。燃烧室内的压力可以达到 14-16Mpa。活塞顶与高温燃气直接接触,使活塞顶的温度很高,活塞各部的温差很大。温度高使活塞材料的机械强度显著下降,使活塞的热膨胀量增大,从而使活塞与其相关零件的正确配合遭到破坏。另外,由于冷热不均所产生的热应力容易使活塞顶表面开裂。更换活塞的主要目的是为了减小燃烧室的容积。更换制造质量更高的活塞也可以提高活塞的强度、减小活塞的质量以寄活塞和汽缸间的摩擦力,可以使活塞抵御更大的燃烧压力。往复运动会更顺畅,在高负荷

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