發動機升功率的案例
發動機升功率是什么
升功率(Kw/L)是從發動機有效功率的角度對氣缸工作容積的利用率作出的總評價。升功率的值越大，發動機的強化程度越高，發出一定有效功率的發動機尺寸越小。因此，不斷提高Pme（平均有效壓力）和n（轉速）的水平以獲得更強化、更輕巧和緊湊的發動機，一直是內燃機工作者致力以求的奮斗目標，因此升功率是評定一臺發動機整機動力性能和強化程度的重要指標之一。
原理
升功率表示了單位氣缸工作容積的利用率，升功率越大表示單位氣缸工作容積所發出的功率越大。那么，當發動機功率一定時，升功率越大發動機的重量利用率就越高，相對而言發動機就越小，材料也就越省。 升功率的高低反映出發動機設計與制造的質量。因為升功率（N）大小主要決定于氣缸平均有效壓力（P）和轉速（n）的乘積，即N=（P）×（n）。
展開 大功率永磁同步電機溫升研究
近年來，國內外大力發展新能源汽車，永磁同步電機因具有功率密度高、體積小、重量輕、效率高等優點而得到廣泛運用。隨著整車對動力性能的要求越來越高，電機的功率需求也越來越高，高熱負荷下的溫升性能也成為挑戰，準確、快速計算大功率電機峰值工況下溫升（下文簡稱峰值溫升）對電機設計研發意義重大。
國內外學者對電機溫升進行了大量研究，主要方法有數值計算法、等效熱網絡法、有限元法等，以上研究大多聚焦于穩態工況，而對汽車用大功率電機峰值工況運行的溫升研究還相對較少。
本文以一臺200kW純電動汽車用驅動電機為例，選取整車四驅百公里加速需求3s內的峰值扭矩運行工況，考慮整車存在重復多次加減速需求，電機峰值扭矩運行需求20s，采用數值計算和仿真分析分別求解得到電機峰值運行溫升時間，并對數值計算模型進行修正，最后通過實驗驗證了求解模型的準確性。
1、電機基本參數
本文研究對象為一臺峰值功率為200kW的車用永磁同步電機，散熱方式采用液冷，在420V電壓、620Arms電流下，電機的基本參數如表1所示。
2、峰值溫升數值計算與分析
電機峰值大電流、大扭矩運行工況，特別是高功率密度電機，其主要發熱來自繞組銅耗和鐵芯損耗，且因繞組與鐵芯之間存在導熱系數低的絕緣紙、絕緣漆及空氣等導致繞組熱量短時無法散失而使繞組溫度快速上升，而鐵芯因與殼體接觸而熱量散失較快。假設電機繞組發出的熱量全部被自身吸收，即有：
式中：t為峰值運行時間，PCu為銅損，Cp為繞組比熱容，M為繞組質量，T為電機某時刻溫度，T0為電機繞組初始時刻溫度。
本文電機繞組形式為Y型連接，繞組銅損為：
式中：m為繞組相數，I為相電流，R為相電阻，R0為電機繞組初始相電阻，α為Cu的電阻溫度系數。
展開 #汽車工程#汽車發動機不同進氣方式對發動機輸出功率的影響
5 發動機內的進排氣門不能完全密封及用于密封的活塞環自身所必須預留的膨脹間隙所產生的漏氣，造成發動機真空度的下降。
6 發動機控制電腦空氣流量是以0海拔高度的空氣質量為標準的。空氣密度是隨海拔高度的變化而變化,當海拔高度升高后,空氣將膨張,質量下降。高海拔地區1立方米的空氣質量小于0海拔地區的1立方米的空氣質量,因此,自然進氣的汽車發動機實際的進氣量永遠低于理論上的進氣量。
由于發動機控制電腦主要是依據空氣的流量(立方) 來計算供油量，而不是依據空氣的質量來計算供油量。所以，即使進入氣缸的空氣流量達到標準而質量不夠時，發動機控制電腦仍然會依據空氣的流量(立方)來指令供油系統按原設計標淮額供給發動機燃油。由于空氣質量的下降，造成混合氣過濃,燃燒不完全,排氣管冒黑煙,發動機功率下降。
綜上所述，發動機在自然進氣狀態下，因進氣系統的阻力和空氣質量下降等因素的影響，其進氣量是不足的。自然進氣的汽車發動機，在日常使用中其功率是小于設計功率的，其差額隨使用地區海抜高度的不同而變化。
其特征是，空氣質量越高，發動機的實際功率越大，空氣質量越低，發動機的功率越小。
展開 2007年中國發動機行業分析
2007年，我國車用發動機行業隨著整車行業的高速增長將繼續保持穩定的增長態勢，汽車產量與發動機產量的缺口還將繼續保持，預計全年的增長率在25％左右。汽油發動機市場空間主要受乘用車市場發展影響。預計到2010年國內轎車市場將達到500萬輛，微型客車將保持在90萬輛左右。因此汽油發動機市場增長空間巨大，但我國自主發動機品牌在這方面的實力還比較弱，市場供應主要依靠合資公司、獨資公司以及進口解決。未來大、中型柴油機的需求將進一步向“降低排量、增大壓縮比、提高升功率”方向發展。目前國內大型柴油機升功率可達到25kW/L，未來2-3年將向30kW/L發展；中型發動機升功率也會有一定提高。
隨著城鄉經濟發展的需要，輕卡替代農用車成為輕型柴油機市場未來需求增長特征之一，車用輕型柴油機市場需求總量會呈現較快的上升趨勢。國內更高要求排放法規和油耗法規的實施，會促進中、高檔輕型柴油機市場份額增長。輕卡的柴油化程度已經很高，未來輕客、SUV、皮卡等柴油化會成為輕型柴油機市場擴大的重要增長點之一。受柴油緊缺大于汽油、轎車柴油機技術缺乏、柴油品質不高、城市顆粒污染物嚴重等原因使柴油機轎車發展受到限制，轎車柴油化進程在未來四年難得到大的發展。面對世界各國日益加嚴的環保和節能以及可持續發展要求，目前世界上大的跨國集團和公司，利用各種高科技手段在研制發展低排放、超低排放、準零排放、零排放的技術。其中低排放汽油機、柴油機、單一清潔燃料（氫燃料等）發動機的開發，電動、燃料電池動力和混合動力的研發，已經成為世界各大汽車公司、發動機公司的主要研究方面，以適應日益苛刻的排放法規要求，這無疑是中國發動機行業將要面對的嚴峻挑戰。
根據中國汽車工業協會產銷快訊的數據，2005年上半年統計在內的車用發動機產銷量分別為236.69萬臺和235.58萬臺，與2004年上半年同期相比分別下降0.79％和0.41％。
展開 
小排量摩托車發動機的功率輸出及進排氣管噪聲的一維仿真技術
在此文中,利用一維仿真技術將三維的進排氣系統轉化為一維模擬計算,建立了一維仿真模型來對小排量摩托車發動機的輸出功率和進排氣噪聲進行以為模擬仿真研究。對于不同排量及不同冷卻系統的發動機,只需將計算模型中的邊界條件做相應改動,就可以算出精確的功率輸出
小排量摩托車發動機的功率輸出及進排氣管噪聲的一維仿真技術.rar
#汽車技術熱點#我國重點發展的汽車發動機節能技術分析
我國重點發展的汽車發動機節能技術有：柴油發動機的電控高壓技術、增壓中冷技術、多氣門和EGR技術、重型柴油機SCR技術；汽油發動機的直噴技術、先進的充氣技術、高效燃燒技術；通用節能技術則有降低摩擦功與采用低功耗附件。
三、我國節能汽車發動機技術研發的發展目標
柴油發動機節能技術研發目標：近期目標有全面采用增壓技術，提高渦輪增壓(中冷)技術水平，開展先進增壓技術自主研發和生產；推廣電控噴射技術，加快電控噴射系統的硬件和標定技術的自主開發能力，柴油機排放水平達到國IV；發展升功率大于30kW/L重型柴油機和大于40kW/L輕型柴油機；開展先進后處理技術的引進和研發，加快SCR和DPF后處理技術的應用。遠期目標有全面采用高壓電控燃油噴射，掌握電控系統核心技術；中重型發動機升功率達到35kW/L，輕型柴油機升功率達到50kW/L；最低燃油消耗率達到190g/kW.h(3-8L)和188g/kW.h(8L以上)
掌握先進柴油機后處理技術，并能夠實現完全國產化；柴油機HCCI燃燒技術在較大工況范圍內實現。
汽油發動機節能技術研發目標：近期發展目標有鼓勵升功率達到55kW/L以上小排量汽油機的開發和生產；全面采用多氣門技術，推廣可變氣門技術，增加增壓技術應用；新產品采用氣門可變技術的比例增加到45%；部分中高級車采用增壓技術。
推動汽油直噴等先進技術應用，2012年國內采用汽油直噴技術的中高檔轎車市場占有率達到2%，使該類車年消耗汽油減少0.3%左右。遠期發展目標有增壓直噴汽油機升功率70kW/L以上；汽油機的燃油消耗率降低20%；多氣門技術和氣門可變技術全面采用；增壓技術采用率提高到40%，直噴技術采用率占20%，掌握汽油直噴核心技術；發展可變壓縮比技術和停缸技術，推進HCCI技術實際應用。廣泛采用節能附件。
展開 整車CFD模擬利器——STAR-CCM+ VSim程序包
一方面，整車的外氣動性能，直接影響了汽車的油耗，受到非常多的關注；另一方面隨著發動機升功率不斷提高，前段散熱器的散熱量需求大幅增加，而汽車機艙內部結構布置空間卻越來越緊湊，從而對發動機艙的散熱性能提出了更高的要求。因此，整車風阻系數的降低和發動機艙熱管理在整車項目開發中占據越來越重要的位置。
由于整車涉及到幾千甚至上萬的零部件，結構復雜[圖1]，因此，在進行整車的外氣動、發動機艙熱管理仿真分析時，通常需要花費數周、乃至數月的時間，模擬效率不高。如何提高模擬整車效率CFD分析人員一個重要的課題。
圖1 整車零部件示意圖
本文介紹一個全新的整車CFD模擬工具——STAR-CCM+ VSim程序包，使用該工具，整車CFD仿真工程師可以大大提高工作效率。本文將從STAR-CCM+ VSim功能、運行架構等方面來介紹該工具。
圖2 STAR-CCM+ VSim汽車外氣動運行結果
2 STAR-CCM+ VSim功能介紹
VSim是 Vehicle Simulation（車輛仿真）的英文縮寫，是我們對常規汽車外氣動、發動機艙熱管理模擬過程的命名。
1) VSim程序包用于自動化執行整車CFD仿真流程：從CAD文件，自動執行CFD仿真流程的每一步，直至生成PPT格式的結果報告。
2) VSim程序包是數年來我們的汽車行業模擬專家的經驗積累，以及數年來所編寫的每一步模擬流程宏命令的集成。
3) VSim程序包以STAR-CCM+嵌入式(plug-in)方式運行，具有GUI界面[圖3]，方便用戶的使用。
展開 一篇文章帶你了解火花塞
七、自然吸氣和渦輪增壓發動機對于火花塞的要求
自然吸氣發動機與渦輪增壓發動機對于火花塞的要求是有所區別的，倒不是說有渦輪增壓專用的火花塞，但是在挑選的時候是有注意事項的。因為渦輪增壓發動機的升功率要比相同排量的自然吸氣發動機大，油氣混合氣爆炸的瞬間的溫度和壓力也更大，所以相對磨損更嚴重，使用貴金屬火花塞延長使用壽命是很有必要的。
八、單極、三極、四極的區別？
很多人可能都問過這個問題，就是火花塞上面的電極數為什么會不一樣？影響什么？關于這點我來解釋一下，首先不要對于這個數字過于糾結，火花塞上面的電極數量多并不代表性能一定好，多電極設計其中一個方面是為了延長火花塞的壽命，因為在其中一個電極過度老化后還有其他的可以繼續保證正常點火，這是對于壽命較短金屬材質的火花塞進行的彌補設計，并不是為了提高點火性能。而現在隨著科技的發展，制造火花塞所使用的金屬材料特性越來越穩定，壽命也有所增長，完全可以勝任額定的更換里程，所以多電極的設計自然也淡出了主流市場，一般情況下選擇單電極火花塞足矣。
展開 內燃機將死？卻有人說“不” | 燃油車倒計時
這兩種技術能夠在一定程度上“消滅”渦輪增壓發動機的通病——渦輪遲滯，并提升駕駛樂趣，使渦輪增壓技術更加完善。同時，使得發動機進氣更足、氣流更平順，讓發動機性能更強，同時燃油經濟性更好。
VTG的技術原理是在轉速較低運行工況下，通過一個執行器改變渦輪葉片進氣角度，能夠控制進入渦輪出氣道的空氣流量與流速，使進入發動機的氣流與空壓更均勻，這樣能夠避免低速時渦輪惰性而產生的渦輪遲滯。同時，隨著汽車車速的改變（發動機轉速改變），葉片角度同步調整，其效果是在發動機日常最大運行區間，提升動力輸出與效率。
其實，早在2002年，博格華納和保時捷就汽油機可變截面渦輪增壓器項目展開合作。經過大量測試實驗，2006年，采用博格華納 BV50G可變幾何渦輪增壓器技術的保時捷車型正式投入市場。其中3.8升發動機最大功率為550馬力，最大扭矩700Nm，其升壓功能甚至允許發動機短時間輸出553Nm的扭矩。
這十多年里，VTG技術經歷不斷調整和優化，至今已經非常成熟。而這個技術也不再是跑車專屬，因為博格華納推出了新一代面向普通乘用車與商用車發動機的VTG產品，意圖將這個“生而不凡”的技術應用到更多車型。
VTG技術的優點是能帶來出色的油門響應和平穩的動力輸出，提高發動機的燃油效率，降低排放。同時，為了解決VTG技術排氣溫度過高的劣勢，博格華納想到用米勒循環發動機排氣溫度稍低，更重要的是搭載熱效率更高的米勒循環發動機，有利于未來搭配電動機組成混合動力系統，為混合動力汽車大規模市場化做準備。
另外一個是eBooste，在整個工作過程中，當汽車處于起步、加速或者爬坡等工況時，發動機需求更多空氣，但是渦輪增壓器短時難以增壓更多氣體，這時控制閥關閉，eBooster介入工作，經過一次增壓的空氣進入eBooster完成二次增壓，所以這個發動機也用了“雙增壓”。
展開 這些變態發動機，問了10個人，9個人搖搖頭！
1974年馬自達率先把12A發動機裝到了Sigma MC74賽車上面，并參加了當年的勒芒24小時耐力賽，1991年787B首次奪魁勒芒非活塞式車輛。馬自達還將轉子發動機技術應用在了RX7/RX8車型上面，最終機油密封、油耗。污染等等問題被擱淺。但是如果轉子發動機提高燃油經濟性，有望歸來~
星型發動機
星型發動機可靠性高，重量輕，功率提升潛力大，維修性和生存性也還可以，比較特殊的是，一般星型發動機的汽缸組數是奇數個，有5缸，7缸，9缸。
在噴氣發動機出現之前，活塞式飛機發動機大多采用星型設計，因其曲軸短戰場生存性強，再因其結構緊湊占用飛機空間小而被艦載機廣泛使用。
斯特林發動機
斯特林發動機是英國物理學家羅巴特 斯特林（Robert Stirling）于1816年發明的，所以命名為“斯特林發動機”（Stirling engine）。
斯特林發動機是通過氣缸內工作介質（氫氣或氦氣）經過冷卻、壓縮、吸熱、膨脹為一個周期的循環來輸出動力，因此又被稱為熱氣機。 斯特林發動機是一種外燃發動機，其有效效率一般介于汽油機與柴油機之間。
Duke無氣閥五缸汽油發動機
杜克無氣閥設計，取消了傳統發動機復雜的氣門、曲軸閉鎖系統。重量更輕，只有相當功率傳統發動機重量的70%。結構更簡單，所需部件更少，制造成本更低。
3.0升5缸無氣閥式結構，4500轉時動力輸出215匹馬力，扭矩250磅英尺。功率輸出略微大于兩臺 傳統3升發動機的輸出功率之和，重量卻只有1/5。革命性的無閥結構設計，讓它的擁有超高的動力輸出、 更高的燃料利用率、更少的運動部件和更緊湊輕便的身形。
展開 【汽車活塞知識】
發動機工作時，因缸內氣體壓力的作用，活塞會產生彎曲變形，活塞受熱后，由于活塞銷處的金屬多，因此其膨脹量大于其他各處。此外，活塞在側壓力作用下還會產生擠壓變形。上述變形的綜合結果，使得活塞裙部斷面變成長軸在活塞銷方向上的橢圓。此外，由于活塞沿軸線方向溫度和質量的分布都不均勻，導致了各斷面的熱膨脹是上大下小。
活塞種類
由于內燃機活塞在高溫高壓高負荷條件下工作，對活塞的要求相對較高，因此主要談談內燃機活塞的分類。
1. 按使用的燃料來分，可分為汽油機活塞、柴油機活塞、天燃氣活塞。
2. 按制造活塞的材料來分，可分為鑄鐵活塞、鋼活塞、鋁合金活塞及組合活塞。
3. 按制造活塞毛坯的工藝來分，可分為重力鑄造活塞、擠壓鑄造活塞、鍛造活塞。
4. 按活塞的工作狀況來分，可分為非增壓活塞和增壓活塞兩大類。
5. 按活塞的用途來分，可分為轎車活塞、卡車活塞、摩托車活塞、船用活塞、坦克活塞、拖拉機活塞、剪草機活塞等。
活塞影響
活塞隨著汽車整車對發動機的動力性、經濟性、環保性及可靠性的要求越來越嚴格，活塞已發展成為集輕質高強度新材料、異型外圓復合型面、異型銷孔等多項新技術于一體的高技術含量的產品，以保證活塞的耐熱性、耐磨性、平穩的導向性和良好的密封功能，減少發動機的摩擦功損失，降低油耗、噪聲和排放。為滿足以上的功能要求，通常將活塞的外圓設計成異型外圓(中凸變橢圓)，即垂直于活塞軸線的橫剖面為橢圓或修正橢圓，且橢圓度沿軸線方向按一定的規律變化(如圖1所示)，橢圓度精度達0.005mm;活塞縱剖面的外輪廓為高次函數的擬合曲線，輪廓精度為0.005~0.01mm;為提高活塞的承載能力，以提高發動機的升功率，通常將高負荷活塞的銷孔設計成微內錐型或正應力曲面型(異型銷孔),銷孔尺寸精度達IT4級，輪廓精度為0.003mm。
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