曲轴不同偏置位置所带来的推力是完全不一样的
当然,偏置曲轴虽然有众多优势,但是发展至今为何仍旧有不少主机厂还在使用中心式曲轴发动机呢?这里我们就不得不提一下偏置曲轴在制造工艺、数据测算以及行业内目前仍存在的技术难题。
首先我们在前文说过,偏置曲轴的设计会让活塞的上行速度增快、下行速度降低,而上行速度增快的好处显而易见,但是下行速度降低也会带来一定的问题,首当其冲的就是就是进气效率降低。我们都知道柴油机的做功流程为进气、喷油、压燃、排气四个流程,而进气效率降低意味着油气混合不够充分,燃油的利用率下降。
这就会导致搭载偏置曲轴设计的发动机在燃油经济性以及油耗方面的表现不算很乐观,活塞下行慢虽然可以提升进气时间,可长时间充气,但是不利于整个循环往复的过程,而目前主流的解决方式则为使用高角度凸轮轴以及废气涡轮增压器,强制提升发动机的进气效率,增强搭载偏置曲轴发动机的进气能力。
同时也可以通过厂家工程师适当调整配气相位,让进气量提升,进而改善进气效率。另外我们都知道,卡车作为工具,一年的行驶里程非常长,传统的中心式曲轴由于更加符合零部件作用力设计,所以可靠性自然没问题,然而偏置曲轴由于运动轨迹发生变化,作用在曲柄上的气体压力和惯性力更强,对零部件的强度要求较高。
偏置曲轴作用在气缸壁上的力不容易恒定 对一侧缸壁的压力更大
并且由于发动机的连杆摆角始终为负角度,侧向压力一直存在,这样的变化会导致发动机在长期做工的情况下,侧压力变化曲线波动很强,容易对发动机的活塞、活塞环、连杆、曲柄、缸壁造成永久性的冲击磨损。这就要求厂家对于这些零部件进行额外的硬化、加强处理,提升了整机成本,并且可能在行驶一定里程后会遇到提前更换零部件等问题。
除此之外,偏置曲轴并不是我们想象中,想偏多少就偏多少,而是需要大量数据实验,针对不同的发动机型号进行重新布局,活塞惯量,偏置角度等等问题均需反复论证,才能打造出一款各项数据优异的偏置曲轴发动机。而使用偏置曲轴发动机的卡友切忌不能在所谓的路边摊、维修小店开盖维修发动机,如果修理师傅没有经验,很有可能造成意想不到的问题。
● 编后语
虽然偏置曲轴是未来柴油机的一大发展方向,但是通过基本理论可以看出,发动机是否搭载偏置曲轴,不仅是对于一个厂家的技术储备、科技实力的综合考验,更是能看出一个厂家在发动机技术领域是否真的具备自主研发实力,而我们预估,未来国内品牌将会有更多搭载偏置曲轴的发动机型进入市场,而未来哪家又能笑傲江湖呢?卡车之家也将持续关注。(文/杨昊)
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