效率提高！發(fā)動機如何調(diào)控才能做到？

發(fā)布時間：2016-10-21 14:50:56來源：互聯(lián)網(wǎng)作者：紫雨

　　發(fā)動機的一個循環(huán)、壓縮、膨脹，理論上轉一圈的面積就是所做的功，這是理想的狀態(tài)。但實際上理想的狀態(tài)是實現(xiàn)不了的，主要有兩個問題，首先它一般不會準時，都會提前或滯后。另一方面它不可能一下子燒完，所以它有一個逐步的活塞下行和燃燒的過程，所以就產(chǎn)生了活塞燃燒時期的問題使它的面積減少了，所以同樣的油達不到同樣的功就是這樣的問題。
 

　　燃燒放熱率的理想曲線狀態(tài)應該是在這個點一下子燒，實際上是做不到的，它的燃燒會提前一點，另外也不可能把它做到理想狀態(tài)，但是它跟理想狀態(tài)的差別有兩個方向可以優(yōu)化，第一就是燃燒持續(xù)速率短，越快越好，不能一下燒完，但是可以盡快地燒完。第二就是你不可能在上止點燒完，那么你的放熱率的重心盡量要靠近上止點，這兩個方向都是省油的方向。所以也就是說我們要省油，做到這兩點最關鍵的就是燃燒速率越快越好，快了上止點就短了，而且快了以后還可以盡量把它靠近上止點，實際上就是提高效率。
 

　　提高效率有幾個途徑，第一是降低轉速可以有效提高燃燒速率。燃燒速率是從角度來算的，燃燒角度一樣的話，燃燒品質是一樣的。當轉速低的時候，同樣的時間角度就省了。所以這是一個低速化很大的一個原因，就是低速了以后可以更快地燃燒。第二是降低轉速以后可以明顯提升機械效率，各種摩擦損失等等隨著轉速下降會減少，它的燃燒持續(xù)效率會提高，機械效率也在提高。
 

　　但是也有一些問題，不是越低越好，轉速太低了以后燃燒的進氣系統(tǒng)會下降，會造成燃燒效率的下降。不是說越低越快，低到一定程度就快不起來了。還有一個是轉速低了功率會下降，需要更大排量的發(fā)動機才能滿足要求。所以實際上排量大了以后機械效率會受到一些影響。不過現(xiàn)在有一些技術，比如共軌、變截面和雙增壓技術可以提升低速性能，現(xiàn)在的新技術使發(fā)動機低速化應該說更容易實現(xiàn)。總的來說，在一定范圍內(nèi)轉速降低可以降低油耗。
 

　　那么轉速多少合適?我們更關注在常用車速下的轉速是多少，在優(yōu)化匹配的時候我們更關心是傳動比，在確定最佳的轉速和常用的車速，傳動比多少合適。按照總重55T，常用車速85km/h，發(fā)動機經(jīng)濟轉速1350rmp，傳動比3.083最適合使用要求，經(jīng)濟型最好。隨著新GB1589的實施，總重降至49T，傳動比2.846效果更好。
 

　　發(fā)動機除了轉速還有扭矩，一個是傳動的，一個是動力的，兩個作用力與反作用力形成主力矩。汽車在路上主要是兩個阻力，一個是迎風阻力，一個是滾動阻力。以55噸重的總重，隨著車速橫坐標車速從0到100可以看到滾動阻力和迎風阻力都在增加，但是滾動阻力是占比較大的比重，風阻占的比重要小得多。
 

　　從總重和功率的需求來看，隨著總重和車速的增高對功率的需求在增加。按照總重55噸，車速85公里，功率需求是120千瓦，比實際的要小得多。因為它只是考慮在平路上跑，沒有考慮加速和上坡，這是前些年比較常見的超載工況車速一般在60km/h，所以車速對功率的影響比重量要大。現(xiàn)在嚴格治理超載，對車速要求較高，車速上去以后對于動力的需求大幅度提升，雖然總重降了，但減少的重量影響遠沒有車速大，因此大扭矩、大功率的發(fā)動機更適合現(xiàn)在的物流運輸環(huán)境。
 

　　整車動力性是通過排量保證的，此外影響排量的還有其他因素。最主要的就是排放法規(guī)的影響，國三到國五主要是控制發(fā)動機的轉速，1200rmp以下不控制，所以發(fā)動機轉速低速化并不完全是為了機械效率和燃油效率，也是出于規(guī)避排放法規(guī)的考慮。如果車輛85km/h，發(fā)動機轉速控制在1200rmp，不僅不受排放法規(guī)的控制，而且油耗可以大幅度下降。這里要求速比小于2.9、發(fā)動機輸出扭矩大于2400N.m，排量12L以上。

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