电子气门系统的作用与直接喷射汽油发动机节省燃油的效果相似,但不存在直接喷射汽油发动机需进行废气再处理的缺点。电子气门系统简单地说由全可变气门升程控制装置和可变凸轮轴控制装置(双VANOS)构成,因此可以任意选择进气门关闭时刻。仅在进气侧控制气门升程,而凸轮轴控制则在进气和排气侧进行。只有满足以下条件时才能进行免节气负荷控制:进气门的气门升程及进气和排气凸轮轴的凸轮轴控制能够进行可变控制,达到可自由选择进气门的持续开启时间。
电子气门系统有以下三种方式可提高处理效率。
1.优化燃烧过程
主要标准是燃烧重心和燃烧持续时间。利用现代发动机管理系统可以针对任何运行模式调整到最佳的点火时刻(正时)和喷射时刻。进一步优化时改善程度有限。
2.可变压缩比
全负荷时的爆燃限值决定了允许的最大压缩比。通过使用爆燃传感器已完全挖掘出了最大潜力。负荷较低时可以提高压缩比。从成本收益比角度来看,目前还没有可接受的解决方案。
3.稀混合气模式(www.daowen.com)
空燃比λ>1时耗油量降低,λ=1.6时降低5%~8%。为满足世界各国的排放法规要求需使用不含硫的燃油。燃油中含硫时会造成NOx三元催化转化器“中毒”。因此会严重削弱三元催化转化器的功能。但是目前还无法做到世界范围内的所有国家都提供无硫燃油。
(1)降低机械损失因素 机械损失由许多影响因素构成,这些因素在很大程度上取决于转速,与负荷之间的关联性很小。只有通过局部优化才能减少摩擦损失。例如已采取的措施包括使气门机构处的滑动摩擦转变为滚动摩擦、使用更好的发动机机油等。以目前的条件尚无法有效实施其他措施。
(2)降低换气损失因素 通过一个节气门调节进气速度来控制向曲轴输送功率的情况(发动机转矩)。这样会根据负荷点在进气通道内产生不同程度的真空。产生的真空是造成负荷较低时换气量显著增加的原因。通过在大气压力下进气并进行免节气负荷控制,可显著降低换气损失,从而明显减少耗油量。有多种方式可实现免节气负荷控制。但在实际应用中仅使用以下两种:
1)在气缸完全填充的情况下调节理想负荷状态所需的燃油量。发动机以稀混合气模式驱动。可通过汽油直接喷射装置实现。这种方法的缺点是无法在所有相关地区提供无硫燃油。
2)通过采用适当的设计方案可在不产生损耗的情况下根据需要调节理想的混合量。显然,这项任务需要由气门机构来执行。为了能够任意选择进气门关闭时刻,需要使用全可变气门机构。
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