摩托车多气门发动机的输出和燃油消耗.doc

摩托车多气门发动机的功率和燃油消耗都竹广幸  土田直树  富井英二研究中开发心  基盘技术研究室摩托车多气门发动机的功率内容提要:为了了解多气门发动机的功率特性因气门数量不同到底有什么样的变化,我们实际制作了进气门数为2、3、4气门,总的气门数为4、5、6气门的发动机进行了实验。实验时以气门数为基础,使喉管面积、气门升程、排气量等等发生变化,对发生了变化的15个种类的规格进行了实验,将其结果按进气门平均有效开口面积进行了整理。由此可知:其结果是不管气门数如何最大功率都在进气门马赫数(Mim)~,若是相同的单缸容积,大小基本上是与进气门有效开口面积成正比。另外,最大功率所获得到的Mim的值不拘发动机的规格如何,所显示的值基本相同,利用该值对4气门和5气门发动机的进气能力在理论上进行了评价。从理论研究结果可知:和相同缸径的4气门发动机进行比较,5气门发动机进气门有效开口面积可以增大4~13%,在为了确保具有相同的进气门有效开口面积的时候,5气门的发动机比4气门的缸径设定可以减少5%以上。,而每个汽缸要求4气门甚至超过4个气门的即所谓的多气门发动机成为主流。在多气门发动机中为了取得进气门的开口面积大,直至在高转速下吸入空气量都不至于降低,而获得最大功率;另一方面,确保了过度的开口面积而招致在低转速下的燃烧稳定性变坏,以至影响到燃油消耗和排放,而产生恶劣影响。因此,在高功率、低燃油消耗下且为了获得运转性能优良的发动机特性,重要的是对于最初所要求的最大功率,要设定最佳的开口面积。但是,设定进气门开口面积之时,受到气门数量、气门直径、气门升程,凸轮形线等等众多重要因素的复杂地纠缠和影响,对于这些如何设定才好,过去也有数量较多的报告(1)(2)(3),但是至今为止解答并不明确。在此,我们变更了气门数、气门升程、喉管面积等等的诸多参数,调查了15个种类的多气门发动机的功率特性,对于要求功率所需要的充分的进气开口面积以及气门数量的关系进行了研讨。。行程为40mm(规格)和48mm(规格)两种规格的发动机。全开功率性能实验用这两种规格的发动机,改变了它的气门数量、喉管面积、气门升程等等各种进气参数进行了实验。各规格的主要参数汇集于表1,气门的布置图示于图1。另外,6气门的配置是进气门4个、排气门2个,进气门配置靠近缸筒中央呈菱形配置(称为A型);另一种是进排气门都靠近缸筒外周呈环状配置(称为G型)。图1气门配置在4、5、6气门环状配置中靠近缸筒中央有一个火花塞;6气门菱形配置中,在进、排气门之间配置了两个火花塞。气门直径在各个配置中为了获得在缸筒内有最大的气门头部面积,故对进、排气门头部面积比、气门座之间的间歇等等在内进行了讨论。讨论的结果:缸筒直径为φ68的场合,因气门数和配置的不同面积差大概有2%。为此,在本实验里为了进行比较,全部气门头部面积都调整为一样。喉管面积相对于各种气门配置分为2个种类,(L/D)都为一样的两个种类进行了实验。按照这些规格进行组合,合计实验的规格共有15种。全开功率性能实验只将排气系统按化油器喉管的规格进行了实验。虽然各缸头的压缩比不同,但实验结果是将其结果