升功率

简介

    升功率(Kw/l)体现发动机品质高低主要是看动力性和经济性,也就是说发动机要具有较好的功率、良好的加速性和较低的燃料消耗量。影响发动机功率和燃料消耗量的因素有很多,其中影响最大的因素有排量、压缩比配气机构。但这只是泛指而言。具体到发动机的比较,由于用途、设计、材料及制造工艺的差别,往往造成显著差别。

    有一些排量大的发动机功率不一定比排量小的发动机功率大,例如以排量比较,甲车是2.0升发动机最大功率是97千瓦,乙车是2.2升发动机最大功率可能只有79千瓦。同样,有些车排量相同,同是2.0升发动机但输出功率却不一样。因此,就产生了一个衡量指标,称为“升功率”。 发动机曲轴输出功率为基础的指标称有效指标,这种指标表示整个发动机性能的高低。有效指标包括有效功率、有效扭矩、升功率等等。一般以为,功率扭矩这两项指标就能够反映发动机的优劣,其实不然。不是功率扭矩越大的发动机就越好,真正能够反映发动机动力的指标是每升气缸工作容积所发出的功率,即“升功率”。

原理

    升功率表示了单位气缸工作容积的利用率,升功率越大表示单位气缸工作容积所发出的功率越大。那么,当发动机功率一定时,升功率越大发动机的重量利用率就越高,相对而言发动机就越小,材料也就越省。 升功率的高低反映出发动机设计与制造的质量。因为升功率(N)大小主要决定于气缸平均有效压力(P)和转速(n)的乘积,即N=(P)×(n)。提高升功率就要从提高气缸压力和转速入手,因此提高升功率的具体措施也就有:

    1.提高充气量。这是四冲程发动机增加热量的首要条件,因为燃料燃烧需要空气,燃料与空气比较,后者更难以充入气缸,所以就要改善换气条件,减少进气阻力增大气门通道截面积,有些发动机就采用4气门形式。当多气门结构布置困难时,首先要满足进气门的需要,不管气门布置形式怎么样,都是进气门数量等于或者大于排气门数量。

  2.提高转速以增加单位时间内的充气量。现在轿车发动机一般都是高转速发动机,每分钟转速在5千转以上。

  3.改善混合气质量和燃烧过程。采用电控燃油喷射系统,在所有工况下混合气的质量尽可能达到最佳,空气与燃油的混合地点从节气门处移至喷油嘴处,燃油直接与吸入的空气混合,从本质上改善了混合气的均匀性。

  4.提高发动机机械效率增加有效功的输出,减少机械损失主要是减少零件之间的摩擦,涉及到零件加工的精度、表面加工质量、润滑质量、温度控制及减少附件等。

  这里指出的是,多气门与2气门设计的结构上最大差异,就是多气门的配气结构复杂,增加气门、导管、凸轮轴摇臂等,有些还要专门增加一支凸轮轴,即顶置凸轮轴(DOHC),这些增加的装置必然会增加机械损失。因此,一些讲究实际的厂家仍然在中小型汽车发动机上采用2气门设计。 以上四点是相互关联的,例如发动机转速越高引起的每次循环充气量减少问题也越突出,这就要采用增大气门通道截面积的措施,加大进气门头直径或者采用多进气门形式。但采用多气门形式又会涉及到发动机机械效率的问题。世界上的事物总是矛盾并存的,厂家工程师怎样调整平衡点,尽量完善地处理各种矛盾,就体现在各种发动机的性能表现上了。

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