1. 增压发动机的充量系数大于自然吸气发动机
压燃是不靠电火花点火,而是依靠压缩终了时缸内充量的高温、高压引起混合气自燃的内燃机。压燃式发动机或柴油机广泛应用于轿车、货载汽车、机车、船舶和发电。大多数压燃式发动机常采用排气涡轮增压,它可以降低发动机单位输出功率的尺寸和质量。由于采用压燃,所以压缩比比点燃式发动机大,具体取决于发动机缸径、类型以及自然吸气还是增压。
很显然,压燃是机械增压。
2. 柴油发动机的充气系数越高说明
主要原因是燃料本身的特性和发动机的结构。以下是相关介绍:燃料特性:从燃料性质来说,汽油是液体燃料,而天然气是气体燃料。使用汽油时,液态汽油的体积与进气相比几乎可以忽略不计。但当使用天然气作为燃料时,燃料本身的体积在整个进气中所占的比例较大,导致进入气缸的空空气量减少,充气系数降低,从而导致发动机功率下降。发动机配置:在发动机结构方面,决定发动机功率的主要因素是发动机的压缩比。
压缩比越大,热效率越高,有效功率越大。天然气在汽车上的应用还处于初级阶段,天然气的供应远不如汽油普及。在这种情况下,很难推广专门设计的天然气发动机汽车。目前运行的天然气汽车多为双燃料汽车,既可以使用天然气,也可以使用汽油。为了满足使用汽油的需要,这种两用燃料车的压缩比几乎没有或没有提高。所以天然气的高抗爆性没有得到充分发挥,导致发动机功率下降。
3. 自然吸气发动机的充气效率小于1
这个说法是不对的。
1, 普通发动机进气结束后,缸内气压是比外界低的。这个比率叫发动机的“充气系数”。在自然吸气发动机(比如F1赛车,为了保证比赛的公平性,禁止使用增压器)中,因为气体总是要从高压流向低压区域,而且流动的过程有阻力和气体惯性造成的延迟,充气系数总是低于1,随着转速的提高,充气系数越来越低(高速时可能降低到0.3以下),直到输出功率不能满足维持转速位置,此时就是发动机的最高转速。2,要使得充气系数超过1, 那么必须使用增压器,首先将气压提高比如增到2个气压,然后充入气缸的气体压力可以高于外界。但很明显,增压器之后到气缸之间的充气系数依然低于1,比如0.9。但相对外界的充气系数为2*0.9=1.8 增压方式有很多中,大家比较熟悉的是废气增压涡轮。摩托车上还用谐振进气管进行增压,这实际是利用气流的惯性速度转换为增压。4. 增压发动机的充气效率大于1
thp是肯尼亚马拉松运动员。2003年,thp在世界田径锦标赛上以12分52秒79的成绩取得男子5000米冠军。2004年,thp获得2004年雅典奥运会男子5000米第三名。2007年,夺得世界田径锦标赛男子5000米银牌。2008年,摘得2008年北京奥运会男子5000米银牌。2014年,thp以2小时4分11秒的成绩获得芝加哥马拉松冠军。
5. 提高发动机充气系数的主要措施有哪些
目前主要采用下述措施:
1、研究应用强化传热技术,扩展传热面积和提高传热表面的传热性能;
2、改变换热器折流板结构(折流杆技术等)以提高壳程的传热膜系数,增加介质的湍流性,防止介质走短流; 3换热管内外表面防污垢技术(防污垢涂层技术). 4、应用数值传热技术的研究.目前研究应用强化传热技术是提高传热效率很有效的一种技术措施,本文主要讨论应用强化传热技术对换热器进行改进.所谓换热器传热强化或增强传热是指通过对影响传热的各种因素的分析与计算,采取某些技术措施以提高换热设备的传热量或者在满足原有传热量条件下,使它的体积缩小. 换热器传热强化通常使用的手段包括三类:扩展传热面积(F);加大传热温差;提高传热系数(K). 1.扩展传热面积F.扩展传热面积是增加传热效果使用最多、最简单的一种方法.这种方法现在已经淘汰.现在使用最多的是通过合理地提高设备单位体积的传热面积来达到增强传热效果的目的,如在换热器上大量使用单位体积传热面积比较大的翅片管、波纹管、板翅传热面等材料. 2.加大传热温差△t.加大换热器传热温差△t是加强换热器换热效果常用的措施之一.但是,增加换热器传热温差△t是有一定限度的,我们不能把它作为增强换热器传热效果最主要的手段,使用过程中我们应该考虑到实际工艺或设备条件上是否允许. 3.增强传热系数(K).增强换热器传热效果最积极的措施就是设法提高设备的传热系数(K).换热器传热系数(K)值越低,换热器传热效果也就越差.换热器传热系数(K)值也就越高,换热器传热效果也就越好. 上述三方面增强传热效果的方法在换热器都或多或少的获得了使用,但是由于扩展传热面积及加大传热温差常常受到场地、设备、资金、效果的限制,不可能无限制的增强.所以,当前换热器强化传热的研究主要方向就是:如何通过控制换热器传热系数(K)值来提高换热器强化传热的效果.我们现在使用最多的提高换热器传热系数(K)值的技术就是:在换热器换热管中加扰流子添加物,通过扰流子添加物的作用,使换热器传热过程的分热阻大大的降低,并且最终来达到提高换热器传热系数(K)值的目的. (1)换热器上扰流子强化传热的使用.为了提高换热器的传热系数,强化换热器的传热效率,国内外出现了多种强化元件及强化措施,主要包括在换热器中使用螺纹管、横纹管、缩放管、大导程多头沟槽管、整体双面螺旋翅片管以及互程技术在换热管中加扰流子来强化管内换热等.其中,在换热管中加扰流子添加物进行强化传热在工业上已使用了多年,它可以使换热器总的传热系数出现明显的提高,可以大大节省换热器的传热面积,降低设备重量,节约大量金属材料,它的许多优点已日益引起人们的重视. (2)采用异形管.为了强化管束传热,在工程应用上已越来越广泛地采用异形管来代替圆管.如椭圆管、滴形管、透镜管等.其中以扁管和椭圆管应用最广.以椭圆矩形翅片管为例,经研究证明与圆管相比,由于椭圆管的流动性好,流动阻力小,且在相同的管横截面积下,椭圆管的传热周边比圆管长;从布置上讲在单位体积内可布置更多的管子,因此单位体积的传热量高.在满足一定换热量的前提下,换热器向着高效、紧凑的方向发展.强化传热技术的应用,国内研发了一些新型高效换热器如内凸肋管式换热器、螺旋式高效换热器。
6. 影响发动机充气系数的主要因素
过量空气系数是指发动机的实际进气量与理论进气量的比值。所谓理论进气量是指使喷射进气缸的燃油完全燃烧所需要的最少空气量,是一种理想状态。但实际上即使达到了理论进气量,因为混合气体的混合和燃烧过程的复杂性,燃油无法实现完全燃烧。
过量空气系数的大小代表了混合气的浓度, 如果过量空气系数大于1,表示空气量足以使然有完全燃烧,这时候发动机有可能实现燃油的最佳经济性;而过量空气系数小于1,表明混合气中燃油浓度偏高,此时发动机虽然经济性变差,但可以发挥出更大的功率。
7. 发动机压缩比增大,则充气系数
汽油机在运转时,吸进的是汽油与空气混合气,压缩比越大,压缩终了的混合气的压力和温度就越高,混合气中的汽油分子就能气化得更完全,燃烧也更迅速更充分,因而发动机发出的功率越大,经济性越好,排气质量也能相应得到改善。反过来说,低压缩比的发动机燃烧时间相对延长,增加了油耗从而降低动力输出。 压缩比过大不仅不能进一步改善燃烧情况,反而会出现“爆燃”和“表面点火”等不正常燃烧现象。爆燃会引起发动机过热,功率下降,油耗增加,甚至损毁发动机。表面点火也会增加发动机的负荷,使其寿命降低。另外,压缩比的提高还受到排气污染法规的限制。 压缩比的高低对发动机使用汽油等级的要求有很大影响,一般来说,压缩比越大,要求使用的汽油标号越高。如果使用了低于建议标号的汽油,可能会产生“敲缸”、发动机振动加剧、不匀速行驶等问题,还会损害发动机性能。
8. 充气系数越高,发动机可能发出的功率越大
由于天然气汽车在排放方面具有明显的优越性,与使用汽油车相比,天然气汽车颗粒物排放几乎为零, 1. 天然气汽车使用中的一个主要问题是发动机的功率比使用汽油时有明显下降。据资料报道,汽车在使用天然气作燃料时,功率一般要下降 天然气汽车的功率下降主要原因在于燃料本身的特性和发动机的构造。 在燃料性质方面,汽油是液体燃料,而天然气是气体燃料。使用汽油时,液态汽油的体积与进气体积相比几乎可以忽略不计,但用天然气作燃料时,燃料本身的体积在整个进气中占有较大比例,因此导致进入气缸的空气量减少,充气系数下降,从而导致发动机功率下降。 在发动机构造方面,决定发动机功率的主要因素是发动机的压缩比,压缩比越大,热效率越高,有效功率就越大。同时,压缩比越大,发动机爆震的倾向也越大。因此,发动机压缩比还必须与燃料的抗爆性相适应。汽油的抗爆性决定了汽油机的压缩比不可能太大,但天然气的抗爆性很好,完全可以用于压缩比较大的发动机,从而提高其功率。天然气汽车的应用还处在起步阶段,天然气的供应远不象汽油那样普及,在这种情况下,专门设计的天然气发动机汽车很难推广。目前投入运行的天然气汽车大多是两用燃料汽车,既可以用天然气,也可以用汽油。这种两用燃料汽车为了兼顾使用汽油的需要,压缩比提高较小或者没有提高。因此天然气高抗爆性的特性并未得到充分发挥,导致发动机功率下降。 2. 汽车以天然气作燃料时,发现燃烧室部件明显腐蚀,甚至曲轴也出现腐蚀,气门、活塞环和气缸磨损严重,与使用汽油时相比,汽车大修期通常要缩短 这是天然气汽车面临的另一个问题。天然气汽车出现腐蚀和早期磨损的原因是由于天然气中含有微量硫化合物 3. 3.1 充气系数下降是导致天然气汽车功率下降的重要原因,从理论上讲,提高充气系数是提高功率的一种途径。但充气系数下降是由天然气本身的性质所决定的,从燃料方面显然无法解决这一问题,唯一的解决办法是采取进气增压措施。但进气增压无疑会加大发动机的体积和质量,在实施中存在一定难度。 3.2 天然气的辛烷值很高,抗爆性非常好,如果直接在汽油机上使用天然气,就不能充分利用天然气的这种优点,提高发动机功率。如果将发动机气缸盖减薄一部分,提高发动机的压缩比,就可以提高发动机的功率,在一定程度上弥补部分功率损失。这种方法是人们通常采用的一种方法。但是,考虑到目前大部分天然气汽车都是两用燃料汽车,发动机压缩比不可能提高太多,否则一旦换用汽油作燃料,有可能产生爆震。因此压缩比的提高有一定限度,应根据实际情况确定。例如,原来使用 对于象城市公共汽车那样在固定线上行驶,天然气供应有保障的汽车,应当提倡使用压缩比与天然气抗爆性相适应的单一燃料天然气汽车,充分发挥天然气高压缩比的特点,以提高汽车发动机功率。 3.3 天然气是气体燃料,使用中不会出现发动机润滑油稀释现象,因此可以使用粘度较低的润滑油,这样可以减少粘度造成的功率损失,提高发动机的效率。同时,天然气汽车专用发动机润滑油可以有效防止气门、活塞环等燃烧室部件的腐蚀与磨损,防止气缸压力下降引起的功率损失。 在 4. 4.1 如前所述,天然气汽车发生腐蚀和早期磨损的根本原因是由于天然气中含有微量硫化氢。因此,对天然气进行脱硫处理是减少腐蚀和磨损的重要手段。但对天然气进行脱硫处理,也很难将硫化氢完全除去,因此,天然气对发动机的腐蚀是很难完全避免的。 4.2 采用抗硫化物腐蚀的金属材料制造发动机也是防止腐蚀的一个重要措施。但这种方法仅适用于新发动机的制造,对于现有发动机是无能为力的。 4.3 使用天然气汽车发动机润滑油代替目前使用的汽油机润滑油是防止天然气汽车发动机腐蚀的有效措施,这种方法不但简便,而且不增加成本。 天然气汽车发动机润滑油与汽油机润滑油相比具有较高的碱值,有很强的酸中和能力。 该汽车 表 车号 润滑油类型 行驶里程 /km 燃烧室部件腐蚀及磨损情况 更换气门次数 更换活塞环次数 气门腐蚀状况 气门最大磨损量 /mm 气门平均磨损量 /mm(104km)-1 026 ESC30 汽油机润滑油 43655 1 1 严重腐蚀 0.075 0.0171 018 天燃气发动机润滑油 52968 0 0 正常 0.075 0.0141 024 51984 0 0 正常 0.060 0.0134 5. 结论天然气汽车功率下降的原因是由于充气系数下降和发动机压缩比较低;发动机早期磨损的原因是由于天然气中含有微量硫化物引起的;提高天然气发动机功率的措施主要有进气增压、提高发动机压缩比和使用专用天然气发动机润滑油;防止腐蚀和早期磨损的途径包括天然气脱硫、使用耐腐蚀材料制造发动机和使用专用天然气发动机润滑油;使用专用天然气发动机润滑油对提高功率和防止发动机的腐蚀与早期磨损都有显著效果,是一种简便、经济和有效的措施。5万km行车试验表明,该润滑油能有效防止硫化氢的腐蚀,减少发动机磨损,延长发动机大修期1/2以上。5万km道路试验前、后气缸尺寸变化以及燃烧室部件腐蚀与磨损情况分别列于表1和表2。2燃烧室部件蚀磨情况使用专门的天然气汽车发动机润滑油采用耐腐蚀材料CA6102天然气发动机台架上,对使用天然气发动机润滑油和使用ESC30汽油机润滑油进行了对比试验,试验中所用燃料均为天然气,燃料消耗量以天然气在标准状况下体积计算。从图1中可以看出,与使用ESC30汽油机润滑油相比,使用天然气发动机润滑油可以增大发动机的功率和扭矩,降低燃料消耗率10%左右。减少腐蚀和磨损的措施天然气脱硫70号汽油的汽车,改成两用燃料汽车时,可将压缩比提高到使用90号汽油的压缩比;原来使用90号汽油的发动机改成两用燃料汽车时,可将压缩比提高到使用93号或95号汽油的压缩比。使用专用天然气汽车发动机润滑油适当提高发动机压缩比1/3-1/2。(硫化氢),引起气缸、气缸壁的腐蚀与磨损,使发动机动力下降,使用寿命缩短,汽车大修期缩短。提高天然气汽车功率的措施提高充气系数15%左右,个别时候下降更多。功率下降的结果,一方面导致汽车重载、爬坡或加速时动力不足,另一方面导致燃料消耗相对增加,并增加污染物排放量。腐蚀与早期磨损及其原因NOx、CO和HC的排放也显著降低,所以天然气汽车在改善空气质量方面有着重要意义。与此同时,天然气汽车技术也得到了前所未有的发展,从过去的常压天然气汽车发展到压缩天然气汽车(CNGVs)和液化天然气汽车(LNGVs)。尽管如此,天然气汽车在使用中仍然存在一些问题,其中最为突出的是发动机功率下降、发动机腐蚀与早期磨损的问题.
9. 对于非增压的发动机来说,充气效率数值总是
充气效率-q =实际进人气缸内的新鲜充气量的质量/进气状态下充满气缸工作容积的新鲜充气量的质量 所谓进气状态,是指空滤器后进气管内的气体状态。
对非增压发动机,可近似采用当时、当地的大气状态;对增压发动机则是指增压器出口处的状态。非增压发动机实际充气量通常小于理论充气量,所以充气效率11 也小于1,但在一定条件下,如增压发动机的就有可能大于1 因素 1.进气系统的阻力越大,则进入气缸的新鲜混合气愈少,充气效率 愈小 2.缸内气体温度越高,充人气体密度越小,充气系数下降 3.残余废气压力高,残余废气密度大,废气量多,则新鲜充量减少,充气效率下降 4.压缩比增大,则燃烧室容积减少,留在缸内的残余废气相对减少,充气效率提高
10. 什么是发动机的充气系数
充气效率-q=实际进人气缸内的新鲜充气量的质量/进气状态下充满气缸工作容积的新鲜充气量的质量 所谓进气状态,是指空滤器后进气管内的气体状态。
对非增压发动机,可近似采用当时、当地的大气状态;对增压发动机则是指增压器出口处的状态。
非增压发动机实际充气量通常小于理论充气量,所以充气效率11也小于1,但在一定条件下,如增压发动机的就有可能大于1 因素 1.进气系统的阻力越大,则进入气缸的新鲜混合气愈少,充气效率愈小 2.缸内气体温度越高,充人气体密度越小,充气系数下降 3.残余废气压力高,残余废气密度大,废气量多,则新鲜充量减少,充气效率下降 4.压缩比增大,则燃烧室容积减少,留在缸内的残余废气相对减少,充气效率提高