在汽缸內設置泄壓閥能否使發動機在爆震狀態穩定地工作?
爆震時溫度壓力急劇升高,用泄壓閥卸掉多餘能量是否可以避免發生敲缸,同時利用廢氣提高渦輪增壓的力量?
這種問題談個人理解比較簡單,如果要嚴密分析的話恐怕得寫成論文,所以下面只談個人的觀點。
先說結論。
個人認為不可行。第一,從理論上來說不合理。
首先爆震發生的衝程是做工衝程,這個衝程里我們本來就是要想盡一切辦法把燃燒做的功充分轉化為機械能,你這時候為了避免爆震來個泄壓,在我看來完全是本末倒置的感覺。即使泄出去的部分能量能帶動EGR或者渦輪,中間能量轉化的二次損耗和熱損失也是個大問題。
第二,從設計角度來說也不太現實。
我很難想像這個泄壓閥要裝在缸體的哪個部位,要做成怎樣的閥體,做了這麼一個泄壓閥後能否保證缸體的氣密性。不過我並非設計部門也許看法不這麼準確,這一點如果可能希望設計方面的專業人士補充說明。
第三,實際應用上暫時無法實現。
即使不考慮以上兩點,題主想要實現這種根據缸壓泄壓的方式目前也無法實現,因為量產發動機氣缸內並沒有缸壓感測器,單純為了避免爆震專門增加一個缸壓感測器也不太現實。
綜上,個人認為加泄壓閥避免爆震的方法不可行。
如有不同看法歡迎探討。
以上。樓主能提出這樣的問題也是不錯的,有想法!
樓上兩位說得很好,提到的觀點也很到位。
前段時間我們實驗室做實驗剛好出現了這個問題,當時我們也有過這個想法,今天我就說說我的理解:一:泄壓無法保證功率輸出前段時間我們的發動機漏氣(活塞環斷了),當時還不知道是這個問題。發動機在高負荷時,運行非常穩定,完全沒有爆震敲缸的現象,排放也特好,簡直就是神機。後來研究缸壓發現:「將就著看吧」 草圖
以前缸內缸壓隨著負荷的增加而上升,如今缸壓出現限值。也就是說發動機在達到某個負荷時,出現了漏氣,缸內壓力被泄掉了。有點樓主提到的意思。
這樣導致的結果是,發動機功率下降。畢竟發動機要保證功率輸出,缸內就必須有足夠的爆壓來推動活塞。爆震一般發生在大負荷,大負荷是要保證功率輸出的,此時泄壓不合適。二:「泄熱」 而不是「泄壓」發動機發生爆震時,是由於缸內混合氣早燃,也就是缸內出現了熱點,混合氣不正常點燃,或是缸內出現的熾熱積碳,碳煙;或是稀釋的機油進入缸內,由於機油燃點比汽油燃點低,機油將混合氣點燃。
總之,發生爆震時伴隨著發動機熱負荷增大,此時需要「泄熱」,說的學術點就是:發動機熱管理。泄壓,即使可行,我個人認為也不能解決爆震問題。雖然壓力溫度相伴相生,但是還是要從溫度著手。個人愚見,歡迎批評斧正。爆震不是只是缸內壓力過高,而是最高爆發壓力沒有出現在合適的位置。
另外,可不可以裝,閥門反應時間等等問題綜合下來,個人感覺應該是搞不定的…我認為這樣做的效果不大,原因如下:一:發動機在設定燃燒室跟壓縮比的標準就是介於輕微爆震和強烈爆震之間,如果你通過增大進氣壓力從而使燃燒室的壓力增大產生更大能量,但是你安裝泄壓閥把多餘的能量泄掉,我是不是可以認為對曲軸做功的能量較沒有改變之前差不多呢?那麼增加功率,節省燃油的效果其實並不明顯二:由於曲軸的高速運轉,產生爆震是瞬間完成的,然而泄壓閥的泄壓過程是有一定的時間的,我認為泄壓閥在實際情況中並不能達到降低爆震能量的效果 以上純屬個人觀點,有不對或不妥的地方,還請指正。
爆震不是簡單的缸壓過高,而是壓力異常和衝擊,理解這個就明白為什麼了
爆震和燃燒的性質不同,爆震產生了超音速的激波使得氣缸內的壓強分布不再均勻。這個局部的瞬時高壓無法被泄放。
爆震的危害里壓力其實不算是主要因素。首先上面有人提到的超音速激波問題,爆震過程中火焰傳播速度可能會超過介質中音速從而產生激波,這東西雖然是壓力但是泄壓是解決不了的。然後沒完,因為火焰傳播速度不恆定,產生激波然後就是不規律的高頻震動,這一點對於機件是十分有害的。同時,爆震發生時氣缸內燃燒溫度會更高,結果會導致活塞熔毀等故障
能,但是無意義。
以前缸內缸壓隨著負荷的增加而上升,如今缸壓出現限值
設計目標是工作在爆震邊緣或輕微爆震,而不是連續爆震。如果持續爆震,發動機效率反而會降低,並不是我們的設計目標。所以題主的目的可能有一定的偏差。不過就是為了讓發動機持續爆震,也可以使用泄壓閥,機械壓力觸發的。
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