作者:天馬獨行 四沖汽油內(nèi)燃機在運轉(zhuǎn)作功時,缸頭的溫度不允許太高,,否則會在壓縮油氣時產(chǎn)生早燃或爆燃,。為降低缸頭的溫度,有些發(fā)動機采用了水冷,,有些發(fā)動機采用了強制風(fēng)冷,,多數(shù)發(fā)動機采用的是自冷。若從缸頭自身結(jié)構(gòu)來分析一下缸頭的受熱情況,,不難發(fā)現(xiàn),這里還有潛力可挖,,可以不用水冷,。 一、先簡述一下缸頭進(jìn)氣系統(tǒng)本身的散熱功能1,、首先是鑄鋁喉管,,可以將缸頭的熱量傳導(dǎo)出來;喉管外表暴露部分,,是直接對外散發(fā)熱量,。喉管孔壁上的汽油薄膜,會在氣缸進(jìn)氣時,,蒸發(fā)汽油來吸收喉管的熱量,,同時讓進(jìn)氣降低溫度。 2,、因汽油揮發(fā)而降低溫度的混合氣,,在進(jìn)氣過程中,可直接吹冷進(jìn)氣閥門,、缸頭和氣缸內(nèi)壁,。特別是在小油門狀態(tài)時,因喉管內(nèi)負(fù)壓較高,,汽油的蒸發(fā)作用增強,,空氣本身溫度會降低較多。 3,、四沖缸頭上散熱降溫條件最好的部件是進(jìn)氣閥門,,有四分之一時間被進(jìn)氣和油霧吹刷降溫。特別是沒完全霧化的汽油,,在慣性作用下直接撞到閥門上,,在受熱蒸發(fā)的同時,閥門被冷卻了,。 4,、現(xiàn)代發(fā)動機有些是渦流進(jìn)氣,,新進(jìn)的空氣呈環(huán)流狀態(tài)旋轉(zhuǎn)下行,也在吹冷活塞與氣缸內(nèi)壁,。對于進(jìn)氣閥門在缸頭的四沖發(fā)動機,,不論進(jìn)氣是哪種狀態(tài),都會吹過缸頭燃燒室,,給缸頭降溫,。 5、鑒于缸頭燃燒室內(nèi)壁的降溫與進(jìn)氣氣流有關(guān),,火花塞的降溫同樣也是,,降溫可以避免早燃。較早時傳統(tǒng)教材比較強調(diào)火花塞的熱值,,那個規(guī)格很重要,;但火花塞伸出的長度,與吹氣冷卻有關(guān),。 6,、鑒于喉管兼顧給氣缸輸送油氣、儲存油氣,、汽油蒸發(fā),、給缸頭散熱、冷卻空氣等N多作用,。所以對喉管的設(shè)計,,實際上非常重要??上鴥?nèi)對此似乎并不看重,,只有某些型號碰巧還可以。 二,、再簡述一下缸頭散熱條件最差的部位 1,、主要是排氣閥門,雖然在進(jìn)氣過程也有被進(jìn)氣吹到,,但被吹冷的效果比進(jìn)氣閥要差很多倍,。此排氣閥門在燃燒過程時,與活塞同時受熱,;燃燒過程結(jié)束后,,還被氣缸排出的高溫廢氣沖刷。 2,、最糟糕的是:排氣行程結(jié)束后,,排氣閥區(qū)域還被高溫廢氣包圍,繼續(xù)受到高溫廢氣的烘烤。在整個缸頭上,,燃燒室內(nèi)壁在做功過程中被高溫?zé)?,排氣時還有廢氣的熱量,受熱時間過半,。而在缸頭的排氣孔里,,排氣閥門則全部時間都被高溫廢氣包圍,是整個發(fā)動機中受熱最嚴(yán)重的,。 3,、排氣閥桿與導(dǎo)管區(qū)域,全部時間都被高溫廢氣吹刷包圍,,根本沒有冷卻的時間和散熱結(jié)構(gòu),。在發(fā)動機運轉(zhuǎn)產(chǎn)熱最嚴(yán)重時,排氣閥桿會過熱膨脹,,在導(dǎo)管里膨脹撐死,,造成排氣閥關(guān)閉不嚴(yán)。外在表現(xiàn)是:在機車開到最狂時,,不能突減油門或關(guān)機,,否則排氣閥桿漲死,,氣缸頓時無壓縮,。 4、排氣孔在缸頭里面的空間和面積很大,,是缸頭嚴(yán)重受熱=過熱的因素之一,,但長期被忽視。背后湊合的措施:將排氣閥桿磨細(xì)幾絲,,或?qū)Ч軘U(kuò)大幾絲,,裝配時抹點好潤滑油,擴(kuò)大燃燒室,。以傳統(tǒng)四沖發(fā)動機的結(jié)構(gòu),,沒法對缸頭的排氣區(qū)域采取任何散熱措施;實際上,,是個歷史難題,。 三、對排氣系統(tǒng)過度受熱可以采取的措施:1,、增加排氣閥桿的直徑,,可以增加閥桿與導(dǎo)管接觸的面積,還可以減少導(dǎo)管摩擦閥桿的壓強,。但現(xiàn)代發(fā)動機講究提高轉(zhuǎn)速,,為此閥門運動系統(tǒng)要盡量輕巧,增大閥桿直徑的做法就不被看好。 2,、嘗試熱管原理,,將排氣閥桿做成空心,里面填充熱管介質(zhì),,做成傳熱效果顯著的熱管結(jié)構(gòu),。原理很好,只是排氣閥的運動頻率很高,,震動非常劇烈,,溫度變化很大,想做熱管結(jié)構(gòu)有困難,。 3,、當(dāng)時我在市面上看到有高溫漆,耐溫越高的價格越貴,,可以用于缸頭的,,當(dāng)時五百多一罐。當(dāng)即買了一罐高溫漆,,建議老板將它涂抹在缸頭排氣孔里面,,可以形成減少缸頭受熱的隔熱層。這種措施在理論上肯定會有效果,,但在工廠里,,沒人愿意多做一點點的事,此事最后不了了之,。 4,、如果實施在缸頭排氣孔里涂抹高溫漆的做法,缸頭肯定會減少受熱,,也就等于缸頭整體溫度降低,。減少排氣在缸頭上的散熱,可以增加排氣的溫度,,讓廢氣中未燃燒透徹的油氣,,繼續(xù)高溫氧化。此措施在氣缸外部進(jìn)行,,與氣缸的做功無關(guān),,但可以降低缸頭溫度,可以減少排放,,值得嘗試,。 5、一般來說,,富油會使排氣管里積累碳煙,;現(xiàn)在普遍采用歐二國三之類在排氣管里添加空氣,。但如果排氣溫度不夠,就無法燒掉多余的碳,;而且簡單加氣,,只會降低排氣的溫度,更難燃燒,。這種增加排氣溫度的做法,,利于在排氣管里繼續(xù)氧化反應(yīng),如果在加氣前有加熱裝置,,則更好,。
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