⑴ 汽车可变压缩比发动机有什么优势和缺点
可变压缩比的目的在于提高增压发动机的燃油经济性。在增压发动机中,为了防止爆震.其压缩比低于自然吸气式发动机。在增压压力低时热效率降低.使燃油经济性下降。特别在涡轮增压发动机中由于增压度上升缓慢在低压缩比条件下扭矩上升也很缓慢.形成所谓的增压滞后现象。也就是说,发动机在低速时,增压作用滞后.要等到发动机加速至一定转速后增压系统才起到作用。为了解决这个问题,可变压缩比是重要方法。就是说.在增压压力低的低负荷工况使压缩比提高到与自然吸气式发动机压缩比相同或超过:另一方面.在高增压的高负荷工况下适当降低压缩比。换言之,随着负荷的变化连续调节压缩比.以便能够从低负荷到高的整个工况范围内有提高热效率。
一般发动机的压缩比是不可变动的,因为燃烧室容积及气缸工作容积都是固定的参数,在设计中已经定好。不过,为了使得现代发动机能在各种变化的工况中发挥更好的效率,以变对变来改善发动机的运行性能。其中气门可变驱动技术早已实现,做为重要参数的压缩比也有人尝试由固定不变改为“随机应变”,但由于涉及压缩比必然要涉及到整个发动机结构的改变,牵一而动百,难度很大,长期没有进展。现在这一难题已被瑞典的saab工程师克服。
Saab开发的SVC发动机以改变压缩比来控制发动机的燃油消耗量。它的核心技术就是在缸体与缸盖之间安装楔型滑块,缸体可以沿滑块的斜面运动,使得燃烧室与活塞顶面的相对位置发生变化,改变燃烧室的客积,从而改变压缩比。其压缩比范围可从8:1至14:1之间变化。在发动机小负荷时采用高压缩比以节约燃油;在发动机大负荷时采用低压缩比,并辅以机械增压器以实现大功率和高扭矩输出。Saab SVC发动机是1.6升5缸发动机,每缸缸径68毫米,活塞行程88毫米,最大功率166千瓦,最大扭矩305牛顿米,综合油耗比常规发动机降低了30%,并且满足欧洲Ⅳ号排放标准。
⑵ 举例说明可变压缩比技术的实现方式有哪几种
萨博的SVC可变压缩比技术结构原理
萨博的SVC(Saab Variable Compression)可变压缩比发动机,气缸盖和气缸体是动态连接在一起的,气缸盖与气缸体通过一组摇臂连接,摇臂能在ECU的控制下改变一定的角度,从而改变了燃烧室的体积,压缩比也同样被改变了。SVC比早期的可变压缩比设计更灵敏,发动机没有其他多余的运动部件,只有气缸盖前后摆动,所以它的结构简单耐用。由于比普通发动机多出了一套摇臂装置,所以它比普通发动机多需要一套冷却系统,它通过气缸盖和气缸套周围的冷却水散热。由于气缸盖和气缸体会发生移位,在气缸盖和气缸体之间设计了一组橡胶套,起到密封作用。 这套可变压缩比系统允许萨博发动机可以采用更高的增压压力(2.8bar),这个值比保时捷911Turbo的1.94bar要增加很多,甚至比萨博9-3的Viggen发动机高出2倍。传统的涡轮增压器是无法提供如此高的增压值的,如果要想获得如此高的增压值,只能采用机械增压来替代(但是机械增压的缺陷是显而易见的)。 SVC能根据发动机的转速、负荷、工作温度、燃料使用状况等进行连续调节压缩比,这一切,都在ECU的控制下进行,所以动力和油耗能达到完美的平衡。
法国MCE—5可变压缩比发动机结构原理
MCE-5表示,可变压缩比发动机(Variable Compression Ratio,VCR)是一项重大的技术发展,可以满足汽车业有关环境和能源方面的一些主要的关键要求。它能让汽车制造商生产出功率强大但燃料消耗经济的汽车,从而把燃料油消耗降低了30%,进一步满足欧洲和全球减少温室效应气体排放的目标。
采用该公司称为“滚子导向活塞”即下部由特殊形状的转轴进行刚性连接的活塞。齿轮上有螺纹的转轴部分的运动通过位于汽缸壁之间的滚子与反向一侧的摆杆进行控制。位于机构中央的摆杆在两侧部分的齿轮刻有螺纹。一方面与活塞连接,另一方面与液压式执行器运动的控制齿杆连接。这种摆杆与齿杆连接,起到活塞的运动被传递到曲轴的作用。
发动机组采用了长寿命的齿轮和滚珠轴承系统导向的活塞,因此活塞不会产生垂直拍击和径向负荷,使MCE-5保证发动机的坚固耐用和可靠性,并保证汽车的里程数。这表示MCE-5发动机又克服了大功率、大力矩发动机的缺点,大幅提高了其使用寿命。从整个机构的运动来看,如果液压执行器使控制齿杆向上运动,则在摆杆的作用下活塞向下运动(反之亦然)。由此在活塞的行程不改变的情况下,使上下止点的燃烧室容积发生变化。就是说,采用液压控制的控制齿杆,使摆杆做空间移动,即利用几何学的空间位移变化,在适应发动机负荷变化情况的同时,使压缩比改变。
结果发现:通过在发动机低负荷下应用废气再循环并提高压缩比、在高负荷下采用更高的增压压力并降低压缩比,这样都可以提高发动机的燃油经济性和输出功率。