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楼主: yinqing

[结构原理] 二气门设计和四气门设计的区别在哪里?

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新浪微博达人勋

发表于 16-11-2012 16:43:25 | 显示全部楼层
http://shequ.docin.com/app/teamM ... &cardId=2669731
这个问题一直放在心上,这篇文章,从排气背压的角度出发,解释了为什么两气门低速扭矩会差,大家可以看一下,很能说明问题,求表扬javascript:;
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  • TA的每日心情

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     楼主| 发表于 18-11-2012 10:54:26 | 显示全部楼层
    本帖最后由 yinqing 于 18-11-2012 10:56 编辑
    vcooling 发表于 16-11-2012 16:43
    http://shequ.docin.com/app/teamM ... &cardId=2669731
    这个问题一直放在心上 ...


    这边帖子很详细的描述了“背气压力”对低速扭矩的影响,同时,对背气压力的检测做了详细的说明。帖子的主人可能是这方面的专业人员,很多实际检测指标仅仅从理论上去推测很难得出。我之所以提出这个问题还有另外的目的,因为我在改装发动机的过程中先后改装过一台二气门和一台四气门的。从结果看,低速扭矩、燃油经济性指标和输出动力几个方面二者的区别并不大。不过我没有实验条件,无法使用相同车型进行多指标测试比较。我希望从事主机研发的专业人员能够更加细化对发动机燃烧过程的认识,从多角度分析发动机的燃烧过程对发动机各项指标的影响。当然,如果需要,我也很愿意参与其中。
    我在改装瑞虎3/1.6L/SUV时,首先注意到这款车的低速扭矩(750r/min)较小,用二档怠速行驶都可能熄火,改装后低速扭矩大幅增加,用五档怠速行驶(平路基础上)都可以顺利完成。如果在理想的试验场地,这辆车可以用五档怠速行驶到燃油用尽。这样,汽车的驾驶舒适性会大大增加。其实,奔驰、宝马、大众也在追求和展示“低速高扭”技术。

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    发表于 28-11-2012 10:39:25 | 显示全部楼层
    有关气门面积的问题:进、排气的流通是通过气门外圈与升程之间的一个圆柱面(帘区)完成,而不是简单的气门面积。升程是凸轮的变径,范围是固定的,多气门增加了气门外圈圆周长,也就增大了帘区面积。

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     楼主| 发表于 28-11-2012 12:07:27 | 显示全部楼层
    hyjyd 发表于 28-11-2012 10:39
    有关气门面积的问题:进、排气的流通是通过气门外圈与升程之间的一个圆柱面(帘区)完成,而不是简单的气门 ...

    谢谢!经过认真思考分析后的解释比不加思索靠经验的泛泛之谈令人敬佩。中国需要善于思考的工程耕技术人员,靠一知半解和经验随口谈论技术问题的人给出的建议含金量都不高。

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    发表于 29-11-2012 22:37:41 | 显示全部楼层
    我是这么理解的,你自己拿圆规画一个圆,再画一条直径。在半个圆的范围内画一个进气门,看看最大能有多大面积;然后画两个小一点的圆,看看这两个圆的面积加起来会不会比一个圆的大,就知道为什么要两气门或三气门了。

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    发表于 30-11-2012 16:06:59 | 显示全部楼层
    优点:
    1 进排气流通面积大,流动阻力小,充量系数高,泵气损失小,有利于提高动力性
    2 利于将火花塞布置在中央位置,有利于提高压缩比和改善混合气的形成质量,提高燃油经济性和降低排放
    3 可减轻气门系统的运动零部件质量,利于高转速需求

    缺点:
    1 气门零部件数目增多,制造和维修成本增加
    2 一般多气门需要凸轮顶置,凸轮轴需要安装在发动机缸盖上,增加了发动机高度,需要更大安装空间

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    发表于 4-4-2013 12:39:33 | 显示全部楼层
    两气门与四气门技术的本质区别是在高速段体现。由于随着转速的升高,进气速度随之增大,当气流速度达到当地音速时,进气流量就达到了瓶颈。实际上马赫数达到0.5时进气流量就基本不会再增大,这时为了降低气流马赫数,加大进气流量,就必须加大进气面积或者提升气门升程。但由于结构限制,两气门要加大进气面积是有限的,于是出现了多气门技术,可以有效提高高速进气充量。但是反过来,从多气门技术本身,其低速性能相对两气门是有损失的,但区别不大,而随着VVT技术的成熟,发动机充气效率在各转速段都能得到有效保证。虽然多气门结构复杂,但其带来的功率提升是非常显著地,也给稀薄燃烧带来了系能牺牲的空间,所以技术优越性还是远远盖过了其弊端。

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     楼主| 发表于 6-4-2013 09:51:32 | 显示全部楼层
    zhbingstar 发表于 4-4-2013 12:39
    两气门与四气门技术的本质区别是在高速段体现。由于随着转速的升高,进气速度随之增大,当气流速度达到当地 ...

    谢谢指导。
    你指的“高速段”具体速度是多少?我们的高速公路最高限速在120km/h,对多数车而言,用这个速度行驶的参数是:5档/3000转。很多小面包车主要用途是运货,很难达到这个行驶速度。然而,很多发动机即使没有使用VVT或者D-VVT技术,也采用了“四气门结构”,增加了加工难度和成本。
    我们是不是应该区别对待不同用途的发动机,比如高端的跑车、运动型轿车、SUV等采用四气门;低端的运输车辆仍然使用二气门?
    我一直在做发动机研发(属个人爱好),发现“稀薄燃烧”有些情况和目前流行的理论不一致,可能存在一个完全不同的燃烧理论。不过,我的样车没有做过台架试验,我还拿不出实验室数据。

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    发表于 14-4-2013 08:48:29 | 显示全部楼层
    yinqing 发表于 6-4-2013 09:51
    谢谢指导。
    你指的“高速段”具体速度是多少?我们的高速公路最高限速在120km/h,对多数车而言,用这个速 ...

    我也只是从原理上来说的,至于具体的速度段没仔细研究过,也不好定义。不过楼主的思路应该是很值得推荐的,发动机的设计形式还是要依赖于其使用用途而定的,不是把所有的技术堆加起来就是一个好的发动机。
    楼主关于燃烧的理论很吸引人,可否抛点头绪给我们见识见识?

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    开心
    1-2-2016 20:08
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    发表于 14-5-2013 21:09:09 | 显示全部楼层
    赞同进气马赫数的解释,看看《内燃机原理》就知道了,里面还讲到了3进2排的气门布置方式,也是为了增大进气马赫数

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    发表于 31-5-2013 22:57:10 | 显示全部楼层
    zhslxq 发表于 11-10-2012 11:19
    理论上,气门数量越多,那么气缸盖上燃烧室对应的部分的利用率越高(可以从积分的角度考虑,当气门数量无限 ...

    说的太对了!
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    发表于 29-8-2013 18:21:19 | 显示全部楼层
    yinqing 发表于 11-10-2012 15:54
    谢谢提出有益的建议。我提的话题是有一定实验基础的。我在2000年左右开的是一辆“老福特”,2.3L排量,二 ...

    说的很好,现在4S店修车子好多零件都是换,都不存在修理。
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    1-7-2015 13:47
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    发表于 19-10-2013 08:29:20 | 显示全部楼层
    四气门结构对进气有好处,增大了进气面积、使进气形成紊流、有利于充分燃烧;当设计成主副进气门时,还可根据发动机工况调节空燃比。
    在结构上来说,四气门结构,对单个气门来说质量减少了,往复运动的惯性也小了,有利于提高气门的开关频率。
    我能想到的就是上面两点,请高手补充。

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    发表于 20-10-2013 12:01:51 | 显示全部楼层
    增加进气量,是不是这样,用微分的思想去看,当有无数个气门时,进气面接近燃烧室曲面了

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    发表于 29-10-2013 10:35:00 | 显示全部楼层
    我个人认为4气门相对于2气门提高了进气量增加了动力性,但是在低速时不如2气门,耗油量增加。

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