多缸汽油機污染物排放的缸間差異

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1、第四節(jié)多缸汽油機污染物排放的缸間差異一、缸間差異產(chǎn)生的原因分析多缸汽油機不同氣缸的工作狀況總存在一定差異，這種差別通常稱為缸間差異或工作不均勻性。缸間差異可用各缸工作參數(shù)（如壓縮比、空燃比、進氣量等）、排放指標、性能指標（如指示功、平均指示壓力）等的偏差率（或稱不均勻度）表示。無論是化油器式多缸機，還是現(xiàn)代的電子控制燃油多點噴射（包括缸內(nèi)噴射，進氣道噴射）發(fā)動機，其進氣系統(tǒng)的設(shè)計都難以保證各缸的進氣條件完全相同，各缸進氣條件的差異必然導(dǎo)致各缸進氣量的差異.進而引起缸間燃燒差異。缸間燃燒差異的危害是不言而喻的，特別是在目前面臨的發(fā)動機排放法規(guī)越發(fā)

2、嚴格的形勢下，缸間燃燒差異的問題就更為突出s電子控制燃油噴射發(fā)動機是目前最為理想的發(fā)動機，但這種發(fā)動機的燃油噴射量的計算大多是根據(jù)進氣總管的空氣流暈或真空度等進行的，因而各缸的空燃比也是有差異的，也存在缸間燃燒差異問題.只是其程度較化油器式發(fā)動機輕微得多而已?；瞧魇蕉喔灼蜋C很難保證混合氣在量和質(zhì)（燃料的成分、添加劑的多少）上分配的均勻。下面以化油器式六缸汽油機為例予以說明，在六缸直列式發(fā)動機上，化油器通常被設(shè)置在進氣歧管上的m號和IV號氣缸之間（閣5-29)。來自化油器的空氣與燃料混合氣通過進氣歧管進人氣缸蓋內(nèi)各缸的進氣道及氣缸：在理想情況

3、下，提供給每一個氣缸的應(yīng)該是具有同樣空燃比的、相同質(zhì)景的混合氣然而,進氣歧管的設(shè)計和制造,會影響到達不同氣缸的混合氣的空燃比以及混合氣的質(zhì)量：使某些氣缸得到的是較其他氣缸濃的混合氣,圖5-30示出了這種現(xiàn)象發(fā)生時K情況：如果燃料沒能完全蒸發(fā)，它們將在混合氣中結(jié)成比燃料蒸氣重一些的液態(tài)穴丨3的彳、it粒,并且不能像已蒸發(fā)了的燃料那樣，容易地轉(zhuǎn)過進氣通道的拐角因此.這苧產(chǎn)料令粒(Z會在完全筆直的進氣通道上連續(xù)運動，直到碰撞在進氣歧管的壁面上圖5-30表示.第V號氣缸進氣門開啟的情況，混合氣將會朝這個方向流動并進人這個氣缸：已泠莩發(fā)了的燃料和空氣轉(zhuǎn)過

4、彎角進入第V號氣缸，而燃油小微粒則由于慣性仍然繼續(xù)運動.直到碰撞到進氣歧管的壁面上（圖5-30左部）。當?shù)赩I號氣缸的進氣門開啟.混合氣乜會充進第號氣缸：可是.當混合氣通過液態(tài)汽油的積洼地方時，混合氣要攜帶起一部分積佳處的燃料進入氣缸3這就使得第VI號氣缸內(nèi)的混合氣濃度變濃。可見，第VI號氣缸從化油器得到了最多的燃料。積洼是全部燃料蒸發(fā)的不充分的結(jié)果，如果在發(fā)動機預(yù)熱期間給進氣歧管提供充分的熱量，將使由化油器流出的燃料能充分蒸發(fā).混合氣濃度煢會適當均勻一些空燃比的改變主要隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速、進氣歧管通道形狀、經(jīng)過這些a道？;寧氣連度的變化,亦即受發(fā)動

5、機的轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門開度的影響。若要減少發(fā)動機污染彷梓?z.進、各個氣缸的空氣及燃料的均勻分配是非常重要的。178g油機缸間差異產(chǎn)生的原因可歸納為如下4個方面：(*1)結(jié)構(gòu)設(shè)計，從內(nèi)燃機設(shè)計的角度總是希望設(shè)計的進氣系統(tǒng)從進氣口（空濾器〉到各個氣缸的距離和幾何參數(shù)（如彎度、截面形狀）完全相同，而實際上無法做到,這勢必導(dǎo)致各缸的進氣量不同,對于化油器式發(fā)動機由于進氣管中燃油流動狀態(tài)的不同，還將引起燃油分配的不均勻;另外，在內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)設(shè)計上也無法保證各缸具有相同的冷卻條件（冷卻面積大小和冷卻液溫度等），即各缸的熱力狀態(tài)存在差異，這也是從結(jié)構(gòu)設(shè)計上難以保證

6、各缸工作條件相同的因素之一。(2)制造誤差,如凸輪軸、進氣道及其表面粗糙度、氣門、燃燒室等的制造誤差,將會導(dǎo)致進氣量、壓縮比等的差異(3)使用中的不均勻磨損和積炭等，如凸輪軸的不均勻磨損，會導(dǎo)致各缸進、排氣量的差異;分電器的不均勻磨損將會導(dǎo)致各缸點火提前角的差異;氣缸的不均勻磨損則會導(dǎo)致各缸漏氣量的不同;使用中氣門和燃燒室的積炭的數(shù)量和位置不同，則會導(dǎo)致?lián)Q氣過程和燃燒過程差異的產(chǎn)生。e/C)圖5-31單缸丙烷混合氣發(fā)動機氣缸壓力曲線>(4)汽油機燃燒的循環(huán)變動是汽油機的一大固有特征，其產(chǎn)生的原因之一是點火時刻火花塞間隙附近的湍流。循環(huán)變動通常用

7、氣缸壓力曲線表示，圖5-31為單缸丙烷混合氣發(fā)動機氣缸壓力曲線的一個測量實例，可見在稀混合氣條件下（當量比辦=0.7),循環(huán)變動相當大。第四個產(chǎn)生原因的存在使缸間差異的形成機理變得極為復(fù)雜，也就是說，即使在結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造誤差、使用條件完全相同的情況下，也無法消除缸間差異。由于發(fā)動機的結(jié)構(gòu)、制造、使用條件和氣缸內(nèi)的湍流特性是不同的，因而不同發(fā)動機的缸間差異的大小是不同的。對于具體的發(fā)動機而言，缸間差異產(chǎn)生的主要原因可能是以上原因中的幾個，也可能是全部因素的綜合作用。二、進氣量及氣缸壓力的缸間差異1.缸間差異的評價指標[16]假定發(fā)動機具有n個氣缸

8、，某一參數(shù)（或性能指標的n個氣缸的測量值依次為U2、…、夂,則打個氣缸的參數(shù)X的平均值忍為U,+&+丨+夂）/?1。于是，第i個氣缸的參數(shù)x的偏差率(