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点火提前角对汽车发动机的影响研究

发布:2010年4月21日 浏览:

点火提前角是影响点燃式发动机性能的重要运转因素。点火提前角的大小直接关系到发动机的燃烧过程,从而影响其输出功率、燃料消耗率和燃烧温度。对于发动机每一工况都存在一最佳点火提前角,使发动机功率最大,燃料消耗率最低。合理的点火提前角不仅可以使发动机动力性提高,还可以提高其经济性。
当发动机转速一定时,随着负荷的增加节气门开度增大,单位时间内吸入气缸内的可燃混合气数量增加,压缩行程终了时燃烧室内的温度和压力增高。同时残余废气在气缸内混合气中所占比例减少,混合气燃烧速度加快,点火提前角应适当减小。反之,发动机负荷减小时,点火提前角应当增大。以下是发动机在标定转速(3800r/min)时,模拟计算出点火提前角对其性能的影响。由图7看出,发动机随着点火提前角的增大,最高燃烧压力不断的提高。通过图9、图10、图11可以清楚的看到,在20度左右时,整个曲线出现功率、扭矩达到最大值,而此时油耗最小。因此,点火提前角选取20。度。

点火提前角减小,由于其火焰传播速度慢,会造成后燃现象,排气温度升高,从而使有效功率减小,燃料消耗率增大,动力性、经济性变差(如图8、9、10、11所示)。若增大点火提前角,可以弥补由于燃料火焰传播速度慢所导致热效率下降的趋势,从而改善发动机缸内的燃烧过程,使其功率增加,燃料消耗率降低,动力性得以部分恢复。由图9可以看出,点火提前角大于20°CA时,反而引起压缩负功增加,使有效功率减小,燃油消耗率也相应增加(如图11所示)。
四.配气相位对发动机性能的影响
配气机构是发动机中的重要组成部件之一,它必须根据发动机工作循环及工作顺序的要求,按规律开启和关闭进、排气门,保证正确的配气相位。合理的配气相位是提高功率、降低油耗的一种有效方法,对改善发动机技术状况、节约能源、提高经济效益,有十分重要的现实意义。配气相位对发动机容积效率、排气能量的利用以及扫气均有重要影响,其中对发动机性能影响最大的是进气迟闭角及排气提前角。气门的提前开启和延迟关闭能使气缸在进气时吸入尽可能充足的空气,在排气时使废气尽可能排除干净,以提高发动机的动力性和经济性。
对于不同结构形式、转速的发动机来说,配气正时的选择有所不同,但配气正时对整机性能的影响则是有规律可循的。合理的配气正时应满足发动机各项性能指标的要求,一般从以下几个方面进行综合评定:
(1)良好的充气效率以保证发动机的动力性能;
(2)合适的充气效率特性以适应发动机扭矩特性的需要;
(3)较小的换气损失以保证发动机的经济性能;
(4)必要的燃烧室扫气作用以保证适当降低高温零件的热负荷,达到可靠运行等;
(5)合适的排气温度。
进行配气相位优选计算的顺序是,先优选与排气系统无关的进气关闭正时,以最大充气效率为目标函数,选定一个进气迟闭角;然后在确定了的进气迟闭角条件下,以从排气开到关的泵气功最小为主要准则,优选排气提前角。
 

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