摩托车发动机燃烧性能研究.doc

摩托车发动机燃烧性能研究
摘要:
对发动机进气道进行了优化,在对化油器进行适当调整的前提下,对气道优化后,最大功率和最大扭矩两种工况时,发动机缸内最高爆发压力增大,且出现时刻提前,最大压力升高率稍有增大,燃烧开始时刻提前,燃烧持续期变短;在外特性曲线上,发动机的功率、扭矩均有所提高,燃油消耗率降低;配合使用两级触媒和二次补气后,发动机有害物排放满足“国Ⅲ“排放法规。通过氧传感器传输给ECU空燃比的反馈信号,实现对喷油量的闭环控制,实现电子控制燃烧以提高发动机的性能。
引言
摩托车的动力来源于发动机气缸内燃油燃烧所放出的热能。而燃油燃烧放出热能为发动机提供动力的同时,其燃烧后产生的废气又会对大气造成污染。近年来由于石油价格的飞涨和尾气排放造成的环境污染,对发动机的燃烧技术提出了越来越高的要求。

进气道的进气性能,直接影响到气缸内的气体流量、涡流和湍流状况及速度分布等特性,而这些特性很明显地影响着发动机的燃烧过程,从而对发动机的经济性、动力性和排放性起着决定性的影响,是发动机设计的关键技术指标之一。
目前气道流量试验台比较权威的研究机构是Ri2cardo、AVL、FEV世界三大发动机设计公司和美国SouthWest研究院等。本文气道流量试验采用的是AVL气道流量试验台,其最大特点是对滚流测量采用激光多普勒(LDA)测速技术。该测量方法具有高精度、高重复性,对测量流场无任何干扰等特点。气道试验开发通常分为两个阶段,前期试验用气道模型采用芯盒模型,进行气道选型与优化,在气缸头设计完毕后再采用气缸头直接进行气道流量试验进行验证性试验。基于不同的假定条件,各大发动机设计公司都衍生出了各自气道性能评价体系,其流量系数及滚流比计算方法各不相同。
发动机进、排气系统的气体流动特性对发动机的动力性和经济性有重要的影响。进气道的结构复杂,其关键部位的尺寸对进气流动影响很大,因此找到这些关键部位并合理地修改其结构将是进气道改进工作的重点。对原进气道的改进方案包括以下几个方面:
,以便增加进气道的流通能力,提高高转速下的充量系数,这是降低进气阻力、减少进气马赫数、提高发动机充量系数的最主要措施:
,以消除流动分离现象,应尽可能保证气道形状渐缩,内壁面过渡圆滑、平稳,避免气流急转弯现象,在进气门头部以及气门座面处设计合理的形状,这些都对降低局部阻力、提高气门流通截面积的流量系数有十分显著的效果。
通过对进气道参数的优化设计,消除了原样机进气道流通截面积的突变,减少了流通阻力,提高了充量系数,优化了空燃比。试验结果表明优化进气道参数后,样机的动力性、经济性和排放性能等指标有了明显的改善。
,导致节流效应,增大了进气阻力;进气道优化后节流效应得到明显的改善。
、排放性能的测试和充量系数的计算可以看出,进气道优化后发动机的进气能力明显提高,动力性、经济性和总的排放性能得到明显改善,这说明进气道的优化设计是成功的。
在优化设计后不仅能节省大量的人力、物力,而且能为气道设计与开发提供有利指导,降低研发成本,具有较大的可行性,同时在新产品设计、开发以及产品性能改进中可以节省时间、提高效率、