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[设计匹配] 发动机闭缸技术也就是可变汽缸管理 为什么能省油?

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发表于 2-12-2007 17:16:31 | 显示全部楼层 |阅读模式

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问题1
有个别缸不工作势必要消耗其他几个缸所输出的动力 这样启不是更废油?
问题2
V型缸断缸是 横向还是纵向断?(我个人认为是横向断 发动机仍旧V型排列)


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发表于 26-3-2008 22:52:03 | 显示全部楼层
回问题1   :  想必你一定知道汽车空调.虽然与发动机联结.你不使用压缩机就不转.同理,缸不工作联结该缸的曲轴不转. (缸工作时曲轴转要与其它工作缸匹配.)  
回问题2  :    你自己已经答了.

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发表于 27-3-2008 13:56:39 | 显示全部楼层
闭缸技术有不同的方式吧,我只知道有关闭进排气门的。分缸断油的方式实现部分负荷调节时,不必将节气门开度减小。与传统汽油机相比,这种调节方式减少了泵气损大和气流损失,进一步提高了经济性。闭缸主要是在整车小负荷时关闭部分汽缸,以较少的气缸数工作,节气门开度自动增大,有效降低了泵气损失,汽缸冲量增加,汽缸工作压力增大,燃烧效率提高。闭缸为同时关闭进、排气门,前一个循环的废气被关闭在汽缸内,相当于建立了一个可压缩的物质,在压缩过程消耗的功在膨胀过程又被释放出来,也就是说,关闭的汽缸对发动机并没有造成额外的负荷。
但闭缸后的发动机工作稳定性差些。

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发表于 27-3-2008 16:20:00 | 显示全部楼层
发动机专家,你知道得真不少,佩服。再请教一下,闭缸工作的时候,为达到断油同时闭缸,是如何实现进排气门同时关闭的,配气机构是采用机械的方式还是电子控制的方式


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发表于 28-3-2008 09:22:44 | 显示全部楼层
我只见过的是电控的,主要就是两套摇臂,主动摇臂和被动摇臂。需闭缸时,由ECU发出指令,通过液压油缸方式使主动摇臂与被动摇臂分离,气门关闭。需燃烧时,主动摇臂与被动摇臂接合,气门打开。


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发表于 28-3-2008 14:59:33 | 显示全部楼层
我也想了解,有结构图就好了


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发表于 28-3-2008 18:23:09 | 显示全部楼层

回复 2# 的帖子

缸不工作联结该缸的曲轴不转,请问师兄,这样一来,不是每个缸还能够共同使用一更曲轴吗?是还有其他什么办法吗?

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发表于 29-3-2008 16:20:59 | 显示全部楼层

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现在的变排量发动机实际上是可变缸数发动机,在一定工况下关闭2个,3个,4个缸的喷油器,从而达到省油的效果。


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发表于 29-3-2008 16:33:20 | 显示全部楼层

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同时关闭进排气门是不会增加泵损的,因为活塞在上行的过程中是在做压缩,但是下行是同样由于缸内压缩气体的作用自行产生下行力(这时缸内压力比缸外高)。通过改变顶筒的油压,使得进排气门全部关闭,这时凸轮轴和摇臂都是在运动的,不过由于顶筒被卸压,所以进排气门是同时关闭的。

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发表于 30-3-2008 22:40:42 | 显示全部楼层
在柴油机上就有控制高压泵的方法,传统的高压泵用活动齿条的方法来实现在低速时的断缸。电喷和高压供轨的就同过ecu控制电磁阀来实现。

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发表于 8-1-2009 13:39:01 | 显示全部楼层
回2楼
1.目前还没有挺缸时曲轴不转的发动机产品。
2.一般断缸停掉一侧,v6变L3,v8变L4
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发表于 8-1-2009 13:44:19 | 显示全部楼层
回3楼,基本正确,补充一下。一般都是关闭进排气门,为了保证排放,因此需要氧传感器测得lamda为1,因此把燃烧后的气体封在汽缸内部。一般情况下气门机构由控制器控制的机油阀来控制,先关闭排气门,再关闭进气门。
这样停缸侧的三缸相当于空气弹簧,不停缸的三缸为了达到六缸的扭矩,要增大进气量,因此减少了泵气损失,提高了经济性。


闭缸技术有不同的方式吧,我只知道有关闭进排气门的。分缸断油的方式实现部分负荷调节时,不必将节气门开度减小。与传统汽油机相比,这种调节方式减少了泵气损大和气流损失,进一步提高了经济性。闭缸主要是在整车小负荷时关闭部分汽缸,以较少的气缸数工作,节气门开度自动增大,有效降低了泵气损失,汽缸冲量增加,汽缸工作压力增大,燃烧效率提高。闭缸为同时关闭进、排气门,前一个循环的废气被关闭在汽缸内,相当于建立了一个可压缩的物质,在压缩过程消耗的功在膨胀过程又被释放出来,也就是说,关闭的汽缸对发动机并没有造成额外的负荷。但闭缸后的发动机工作稳定性差些。

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发表于 13-5-2010 13:36:13 | 显示全部楼层
面对当今世界的石油能源的日趋减少,原油价格不断攀升,再过百年或几十年,石油资源将会枯竭,在新的能源还没有得到大量应用阶段之前,节能己成为我国建立节约型社会的必走之路。众所周知,内燃机是目前最重要的动力机械。然而,随着工业的迅速发展以及汽车保有量的迅速增加,能源短缺的问题己向我们多次敲响警钟,越来越成为一个急需解决的问题。  目前,世界各国也都非常重视节约能源工作,许多国家都将节约作为一项国策,认为节能是“一种不次于石油、人然气、煤或原子能的解决能源问题的选择”。
     目前内燃机的燃料以石油能源为主,即使是燃用乙醇的汽车也掺有部分汽油燃料。尽管已经研制了燃料电池和充电电池汽车,但是距离实用和普及还有相当长的时间。特别是大吨位载货汽车和一些临时发电站还是需要内燃机作为动力的。所以设计和改造更加节油可靠的发动机具有极大地现实意义。
举例说明:一台120KW的柴油发电机组,一天可烧掉400多升柴油,价值人民币3000元左右。若节油10%,一天就减少300元的支出。一个月就可节约近万元的开支。所以对于终端用户而言,节油也具有极大地吸引力。用户出于对性能和利益追求,用自己的选择权,淘汰了一些技术落后、性能落伍的内燃机品种。各生产厂商也不断推出自己的新技术。争取在竞争中占得先机。近几年在改进发动机结构方面的技术主要有:
1、使用强制怠速节油器
当汽车在山区下坡时,需要发动机辅助制动,这时发动机处于强制怠速工况。在交通繁忙的市区,驾驶员经常抬起加速踏板滑行出现强制怠速工况。试验表明,汽车行驶中,发动机约有10~40%运行时间处于强制怠速工况,因此切断强制怠速工况的燃汕供给是非常必要的。汽车装有强制怠速节汕器后一般能节油35%
2、废气涡轮增压技术
    提高发动机功率一般有优化发动机的结构、提高发动机转速和提高发动机的平均有效压力这二种途径,其中用增压进入气缸的空气密度的方法提高发动机平均有效压力最为有效,受到的限制也最小,能大幅度提高功率和改善经济性。所谓增压,就是增加进入发动机气缸内的空气密度。目前,增压方法主要有机械增压、废气涡轮增压和气波增压三种方式,其中废气涡轮增压主机没有机械传动联系,它是靠废气驱动涡轮并带动与其同轴的离心压气机工作,结构简单,工作可靠,并且利用了部分废气的能量,发动机能在提高功率的同时,燃料经济性也得到大大改善。因此,在汽车发动机上一般使用的是废气涡轮增压。
3、磁化节油净化器
磁化节油净化器一般串接在低压油路上。利用磁场对燃油分子磁化处理,使得分子的排列结构发生变化,燃油分子间的结合力削弱,某些碳链会断开,使分子的碳链缩短。有人曾对燃油磁化后的分子状况进行了测定,煤油是含有8~16个碳原子的碳氢化合物,对其进行10 min磁化处理后发现,煤汕中所含的11 ~15个碳原子的碳氢化合物分子数有所减少,而含有8~10个碳原子的碳氢化合物的分子数有所增加,同时还产生了一些8~10个碳原子的碳氢化合物分子的同分异构体,即燃油经磁化处理后可使高分子物质变为低分子物质。对于燃油分子而言,分子量越低,就越容易燃烧。因此,燃油经磁化处理之后雾化粒度变小,与空气的接触而积变大,提高了雾化质量,促进完全燃烧,提高了燃烧效率,减少排气污染,达到节能的目的。

4、发动机电控燃油喷射技术
    电控燃油喷射系统是利用电子计算机对发动机供油系统实施有效精确控制的系统,它能根据发动机转速和节气门开度准确控制燃油供应量,达到精确地供给发动机最佳空燃比的混合气,提高发动机的综合性能。我国目前己停止化油器发动机的生产,全面生产电控燃油喷射发动机。柴汕发动机的电控技术也己得到应用,一汽、一汽、重汽等中重型汽车生产厂家都开发出了电控柴油发动机产品。电控技术的应用每年可为我国节约几亿吨的燃油。
5、使用风扇离合器
    汽车发动机消耗功率最大的附件是冷却风扇,而且又是汽车的噪声污染源之一。冷却风扇是按发动机的最大热负荷来设计的,消耗的最大功率约为发动机额定功率的5~10%,而汽车发动机绝大部分时间是在远低于发动机最大热负荷工况卜工作。当汽车在良好条件下运行时,需要风扇工作的时间只有3~5%。无离合器的发动机冷却风扇不仅浪费发动机功率,而且由于强烈的冷却效果还使发动机的工作温度过低,影响发动机的热效率,并且加速发动机磨损。汽车上安装风扇离合器后,一般节油率能达到5%以上,并提高了汽车的动力性,缩短发动机冷起动时间约2/3,减少发动机在冷态卜的磨损及风扇的变形和损坏,延长风扇皮带的使用寿命,驾驶员可以不必经常调整百页窗,减少汽车噪音。目前汽车上使用的风扇离合器主要有电动式和硅油式两种。
6、闭缸节技术
闭缸节油技术有的又叫变缸技术。发动机在部分负荷时,其比油耗将显著增加。而汽车发动机再使用时,大部分时间在部分负荷工况下工作。特别是装载机和挖掘机的发动机在部分负荷工况下工作的时间更长,而柴油发电机组的发动机在部分负荷工况下工作的时间最长。浪费了大量能源。为了提高发动机的负荷率,可以采用变缸的方法,使发动机工作气缸数目是可变的,即一部分气缸始终工作,另一部分气缸在高负荷时工作,在低负荷时停缸不工作,发动机的排量将随负荷的大小而变化,从而使发动机在高负荷区域工作,即不影响汽车较高的动力性能,又能较多地改善燃料经济性。根据不同资料的记录:闭缸节油技术的节油效果有达到15~50%的,也有达到16~60%的。变缸技术只在部分名牌汽车上得到了应用,根据使用结果表明:同一品牌,变缸发动机平均可以比普通发动机平均节油率在10%以上。
据此,可以算出对于使用闭缸节油技术的用户至少可以节省10%以上的燃油支出。一台330挖掘机一年要烧掉40多万元的柴油,使用闭缸节油技术以后,一年可以至少节省4万元的开支。相对于一辆微型车的价值。实际情况可能还要多。由此,闭缸节油技术 对终端用户有极大地诱惑力。
而且,我国对减排降耗要求,在不断的提高。在不远的来,排放和能耗标准一定会更加苛刻。达不到这些要求的厂商有被挤出市场的威胁。而较早研发、完善和使用一些新技术。从而较早的在自己的产品上使用这些技术,可以使自己的产品获得更大的市场份额。发展和壮大自己的企业。
根据以上6种技术的概念和原理可以知道:第1、项技术(使用强制怠速节油器)实际上,是闭缸节油技术的一种状态。可见,闭缸节油技术具有更加优良的性能。

  现在的闭缸节油技术大多应用到汽油发动机上。目前变缸节油的具体方法主要有:只切断部分气缸的燃油供给;切断燃油的同时节气门全开,无节流供给新鲜空气;切断燃油后进行废气再循环,以排气代替新鲜空气;关闭进排气门,停止供油供气。

从以上的各种方法中可以看出其主要缺点是关闭的气缸没有进行减压降阻处理而成了发动机的新增负荷,从而消耗了部分有效功率。
也有同时通过安装气门摇臂轴偏心套的方法实现气门常关和常开;还有的同时使用减压装置不产生压缩。
通过安装气门摇臂轴偏心套的方法,虽也可实现闭缸节油,但是会影响气门间隙,增加气门正时的不确定性,要求执行机构的操作力量也较高。
使用减压装置不产生压缩的方法可以解决以上问题,同时达到节能的目的,并且具有易启动的优点。但气流损失也比较高。同时,结构比较复杂,设计加工比较困难;操作机构在机油环境中,不利于密封,应用范围受限。也正因为此,还需要寻找更为合理的闭缸节油执行方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一闭缸节油发动机,该减压闭缸节油发动机
就是要使发动机在低负荷时关闭部分气缸,提高发动机的单缸负荷率,同时在对被关闭气缸进行减压降阻处理,减少压缩热损失,和泵气损失。达到进一步节油的目的。
本发明的技术方案为:
在内燃机的进气支管处,安装与汽缸对应数量的节气阀,并在排气支管上安装单向阀,使空气只向消声器方向流动。
在正常满负荷工作时,节气门全开,内燃机和不使用本技术的相同。
当负荷降低到一定程度时可以关闭部分汽缸,这时停止向该缸供油,同时关闭对应汽缸的节气门。由于内燃机依旧在运转,关闭节气门后,进气管出口的气压迅速降低,达到一定的真空状态,而排气门与安装在排气支管上的单向阀之间的空气也被挤出单向阀,排向废气管,造成气缸内吸不进空气的情况。
在吸气冲程时,汽缸内产生较大负压(真空),缸内空气被强迫膨胀,温度下降,从汽缸壁吸热。同时,活塞对大气压做功,使机器能降低。在压缩冲程时,活塞首先被大气压压向汽缸,活塞吸收大气压对它所做的功,使机器能增高。当活塞临近上止点时,缸内气压高于大气压,活塞对缸内气体做功,使温度上升,由于空气稀薄,在压缩冲程结束时缸内气压很低,钳制了缸内气体的最高温度,缸内空气向汽缸壁轻微放热,对汽缸壁放出的热量也极少。做功冲程中缸内气压再次降低,缸内空气再次被强迫膨胀并降温,再次从汽缸壁吸热,同时活塞再次对大气压做功,机械能降低。排气冲程中活塞首先被大气压压向汽缸,活塞吸收大气压对它所做的功,使机器能增高。当活塞临近上止点时,缸内气压高于大气压,活塞对缸内气体做功,并把多余的空气经单向阀排出。然后在吸气冲程中再次吸热。
可见,当该缸的节气门关闭时,在汽缸内的真空相当于一个弹簧的作用。它与气体弹簧相比有如下优点:
柴油机的喷油器在这样的环境中不会因过热而损坏。因为缸内空气稀薄,是比较低的真空,所以因空气流动造成的泵气损失也会显著降低。由于其中每个放热环节后,都有个吸热环节,在理想的密封状态下,汽缸内剩余的被循环压缩和被强迫膨胀的稀薄空气与汽缸壁之间会趋向于一种热平衡状态,使内燃机的机械能消耗进一步降低。
本发明的优点在于:
在提高发动机单缸负荷率的同时,更进一步的减少压缩热损失和泵气损失,更节约燃油。在汽油机、柴油机上都可以使用。由于节气门的运动部分重量轻巧,该执行零件还具有反应速度快的优点。在节气门关闭后的第一个奥托循环,汽缸中的压力就明显下降,达到减压、卸压的目的。在节气门关闭的状态下,能减小内燃机的阻力,提高马达拖动内燃机的转速,启动时,采用先关闭节气门,在内燃机达到一定转速时,打开节气门,并供油的方法。使内燃机的启动更容易。
使用的节气门早已在汽油发动机中验证了其可靠性,具有结构简单,操作轻便的优点。单向阀也比较容易加工。
该发明已申请专利。在使用本专利的设计中,也许会遇到单向阀内的流体阻力较高的难题。这个问题已经被我很好的解决。为了保守技术秘密的原因。暂不公开。如果对此技术感兴趣,可与我联系,电子邮箱地址:fenghuo77@qq.com
qq号码915488302
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