可變壓縮比技術(shù)課件

1、可變壓縮比技術(shù)楊鵬YYYNMSN.COM為什么要采用可變壓縮比技術(shù) 可變壓縮比目的在于提高燃油經(jīng)濟性 壓縮比越大，發(fā)動機循環(huán)效率越高，經(jīng)濟性越好 在增壓發(fā)動機中，隨負荷的變化連續(xù)調(diào)節(jié)壓縮比，能使從低負荷到高負荷的整個工況范圍內(nèi)有效提高熱效率 采用可變壓縮比同節(jié)流調(diào)整相結(jié)合的方案，可以使部分負荷工況下熱效率明顯提高實現(xiàn)可變壓縮比的方法 遠古時代：阿特金森循環(huán)1882年，James Atkinson發(fā)明了一款發(fā)動機，與當時的奧托循環(huán)發(fā)動機不同的是，這款發(fā)動機壓縮行程和做功行程時，活塞的位移不同。阿特金森發(fā)動機使用了較為復雜的連桿作為動力從活塞到曲軸的輸出用不同的連桿機制協(xié)同工作，使得各個行程幅度不

2、同，不僅有效的改良了進排氣情況，膨脹比大于壓縮比更是阿特金森發(fā)動機最大的特點。更長的膨脹行程可以更有效的利用燃燒后廢氣仍然存有的高壓，所以燃油效率也比奧托循環(huán)更高一些。復雜的連桿在體積上和故障率都不如奧托發(fā)動機，所以在汽車上未能普及，不過船用、發(fā)電等大型柴油機在很大程度上借鑒了阿特金森發(fā)動機這種特性吸氣壓縮做功排氣實現(xiàn)可變壓縮比的方法 近代：米勒循環(huán)1940年，miller重拾這種不對等膨脹/壓縮比發(fā)動機，但舍棄了復雜的連桿結(jié)構(gòu)，而是采用配氣時機來制造這種效果。其解決方式為：在吸氣沖程結(jié)束時，推遲氣門的關(guān)閉，這就將吸入的混合氣又“吐”出去一部分，再關(guān)閉氣門，開始壓縮沖程。阿金特森循環(huán)和米勒循環(huán)

3、的缺點 獨特的進氣方式讓低速扭矩很差在低速時，本來就稀薄的混合氣在“反流”之后變得更少，這讓該類發(fā)動機低速扭矩表現(xiàn)很差，用于車輛起步顯然動力不夠，誰都不愿意自己的愛車輸在起跑線上，廠商也不愿因此而讓自己的商品落后于別家。 長活塞行程不利于高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)較長的活塞行程確實可以充分的利用燃油的能量，提升經(jīng)濟性，但也因此限制了轉(zhuǎn)速的升高，加速性能也變差，并且“升功率”這個性能指標會很低。而追求性能，尤其是追求高速性能的賽車發(fā)動機，往往行程與活塞直徑的比值會很低。在民用車上，為了平衡，通常行程與缸徑兩個數(shù)據(jù)是接近的。 只在轉(zhuǎn)速的中間階段才能有效發(fā)揮動力汽車每天工作在路況復雜的城市交通中，讓阿特金森/米勒循

4、環(huán)發(fā)動機的處境非常尷尬，所以普通汽車不會使用這種技術(shù)。阿金特森循環(huán)和米勒循環(huán)的應用 豐田普銳斯宣稱使用了阿特金森發(fā)動機，但從實際結(jié)構(gòu)來看，本質(zhì)上是米勒循環(huán)的方式。這是因為在1993年，馬自達重拾米勒循環(huán)發(fā)動機，裝備量產(chǎn)車上，為避免更多的麻煩，豐田只能說自己是阿特金森循環(huán)了。 因為阿特金森/米勒循環(huán)發(fā)動機這種充分利用能源的特點，故被各種節(jié)油的混合動力車型看中，它們并不在乎低速的“不在狀態(tài)”和高速的“不中用”，因為這兩個時段有電動機在為車輪提供動力，發(fā)動機的大多時段都是在發(fā)電，所以發(fā)動機可以在在油耗最優(yōu)異的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。用電動機的大扭矩彌補動力的缺陷，互補之后的動力總成，讓混合動力車在動力和經(jīng)濟型上都

5、有著突出的表現(xiàn)。Saab可變壓縮比技術(shù)SVC 瑞典的概念產(chǎn)品SVC通過創(chuàng)新且有趣的設(shè)計方法完成使用可移動氣缸蓋和缸體 在SVC引擎由一個活動的集成缸蓋。SVC引擎的本體，可分成上方的汽缸頂蓋與活塞、氣門總成為第一部份;而下方欄桿與曲軸箱則為第二部份。下方的曲軸箱保持固定不動，上方的汽缸與活塞部份，會以曲軸為中心，藉由液壓促動器的推動，偏轉(zhuǎn)些微的角度，因此汽缸內(nèi)燃燒室的空間就會改變，燃燒室的體積改變了，自然壓縮比也會跟著改變 SVC引擎的上方汽缸總成部份，是可以繞著曲軸中心而偏轉(zhuǎn)的，它的斜率可以輕微進行調(diào)節(jié)（升高達4度），缸體與缸蓋間安裝楔型滑塊，缸體通過Hydraulic Actuat。液壓促

6、動器，連接在汽缸頭上，利用液壓推動旋轉(zhuǎn)，而讓汽缸頭產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，達到連續(xù)改變壓縮比的效果。 缸體通過液壓執(zhí)行機構(gòu)的調(diào)節(jié)可以沿滑塊的斜面運動，使得燃燒室與活塞頂面的相對位置發(fā)生變化，改變?nèi)紵业捏w積，從而改變壓縮比。 通過輕微改變?nèi)紵业捏w積。當活塞達上止點時，這樣一個微小的調(diào)整會引起壓縮比巨大變化，壓縮比的比率變化范圍由8:1到14:1。 SVC的設(shè)計比以往任何的可變壓縮系統(tǒng)比都要聰明，它在至為重要的燃燒室部分，沒有額外添加移動部件或任何往復運動的組件，這使得它的結(jié)構(gòu)簡單，堅固耐用，不會因為增添了其他部件而產(chǎn)生泄漏。SAAB SVR技術(shù)優(yōu)勢與缺陷 Saab在2000年的日內(nèi)瓦車展展出了這款1.6L

7、5缸20V引擎。據(jù)稱，這幅引擎最大馬力225hp，225hp/6000rpm、最大扭力為31.lkgm/400rpmm，油耗比同類型傳統(tǒng)發(fā)動機低30。此外，由于發(fā)動機的壓縮比可變，因此適用不同辛烷值燃料。換句話，它可以賣到全世界任何一個市場而無需作特定的調(diào)整。 但很遺憾，由于其成本、工藝和可靠性問題，SVC并沒有正式量產(chǎn)日產(chǎn)VCR可變壓縮比發(fā)動機 Nissan公司于05年2月發(fā)布了采用可變壓縮比技術(shù)的發(fā)動機，采用多連桿方式實現(xiàn)可變壓縮比，在原來的曲柄機構(gòu)上增加VCR連桿機構(gòu)與控制軸。 Nissan VCR機構(gòu)如圖所示，它采用在曲柄銷轉(zhuǎn)動部位擺動的杠桿的一端與連桿連接，而杠桿的另一端則才用與控制軸延伸出來的連桿相連接的構(gòu)造。連桿與控制軸的偏心部分連接，當控制軸轉(zhuǎn)動時，控制軸連桿使曲柄銷回轉(zhuǎn)而使杠桿擺動。由此，活塞的上止點的位置作上下移動，從而能夠連續(xù)改變壓縮比日產(chǎn)VCR技術(shù)優(yōu)勢與缺點 活塞速度變化接近正弦曲線，減少扭矩變動，降低二次震動，消除活塞敲缸 100Km/h定速行駛時油耗降低13% 成本高、結(jié)構(gòu)復雜、可靠性低、尚未量