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效率提高!发动机如何调控才能做到?

发布时间:2016-10-21 08:38:44 作者:chinatruck011 来源:陕汽重卡销售公司 分享 反馈
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  发动机的一个循环、压缩、膨胀,理论上转一圈的面积就是所做的功,这是理想的状态。但实际上理想的状态是实现不了的,主要有两个问题,首先它一般不会准时,都会提前或滞后。另一方面它不可能一下子烧完,所以它有一个逐步的活塞下行和燃烧的过程,所以就产生了活塞燃烧时期的问题使它的面积减少了,所以同样的油达不到同样的功就是这样的问题。
发动机的一个循环、压缩、膨胀,理论上转一圈的面积就是所做的功,这是理想的状态。但实际上理想的状态是实现不了的,主要有两个问题,首先它一般不会准时,都会提前或滞后。另一方面它不可能一下子烧完,所以它有一个逐步的活塞下行和燃烧的过程,所以就产生了活塞燃烧时期的问题使它的面积减少了,所以同样的油达不到同样的功就是这样的问题。发动机工作效率如何提高?

  燃烧放热率的理想曲线状态应该是在这个点一下子烧,实际上是做不到的,它的燃烧会提前一点,另外也不可能把它做到理想状态,但是它跟理想状态的差别有两个方向可以优化,第一就是燃烧持续速率短,越快越好,不能一下烧完,但是可以尽快地烧完。第二就是你不可能在上止点烧完,那么你的放热率的重心尽量要靠近上止点,这两个方向都是省油的方向。所以也就是说我们要省油,做到这两点最关键的就是燃烧速率越快越好,快了上止点就短了,而且快了以后还可以尽量把它靠近上止点,实际上就是提高效率。

  提高效率有几个途径,第一是降低转速可以有效提高燃烧速率。燃烧速率是从角度来算的,燃烧角度一样的话,燃烧品质是一样的。当转速低的时候,同样的时间角度就省了。所以这是一个低速化很大的一个原因,就是低速了以后可以更快地燃烧。第二是降低转速以后可以明显提升机械效率,各种摩擦损失等等随着转速下降会减少,它的燃烧持续效率会提高,机械效率也在提高。

  但是也有一些问题,不是越低越好,转速太低了以后燃烧的进气系统会下降,会造成燃烧效率的下降。不是说越低越快,低到一定程度就快不起来了。还有一个是转速低了功率会下降,需要更大排量的发动机才能满足要求。所以实际上排量大了以后机械效率会受到一些影响。不过现在有一些技术,比如共轨、变截面和双增压技术可以提升低速性能,现在的新技术使发动机低速化应该说更容易实现。总的来说,在一定范围内转速降低可以降低油耗。

  那么转速多少合适?我们更关注在常用车速下的转速是多少,在优化匹配的时候我们更关心是传动比,在确定最佳的转速和常用的车速,传动比多少合适。按照总重55T,常用车速85km/h,发动机经济转速1350rmp,传动比3.083最适合使用要求,经济型最好。随着新GB1589的实施,总重降至49T,传动比2.846效果更好。

  发动机除了转速还有扭矩,一个是传动的,一个是动力的,两个作用力与反作用力形成主力矩。汽车在路上主要是两个阻力,一个是迎风阻力,一个是滚动阻力。以55吨重的总重,随着车速横坐标车速从0到100可以看到滚动阻力和迎风阻力都在增加,但是滚动阻力是占比较大的比重,风阻占的比重要小得多。

  从总重和功率的需求来看,随着总重和车速的增高对功率的需求在增加。按照总重55吨,车速85公里,功率需求是120千瓦,比实际的要小得多。因为它只是考虑在平路上跑,没有考虑加速和上坡,这是前些年比较常见的超载工况车速一般在60km/h,所以车速对功率的影响比重量要大。现在严格治理超载,对车速要求较高,车速上去以后对于动力的需求大幅度提升,虽然总重降了,但减少的重量影响远没有车速大,因此大扭矩、大功率的发动机更适合现在的物流运输环境。

  整车动力性是通过排量保证的,此外影响排量的还有其他因素。最主要的就是排放法规的影响,国三到国五主要是控制发动机的转速,1200rmp以下不控制,所以发动机转速低速化并不完全是为了机械效率和燃油效率,也是出于规避排放法规的考虑。如果车辆85km/h,发动机转速控制在1200rmp,不仅不受排放法规的控制,而且油耗可以大幅度下降。这里要求速比小于2.9、发动机输出扭矩大于2400N.m,排量12L以上。

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