5、提升动力性的小思路
(1)选用大尺寸空气滤芯
在初析上篇中提到了空气滤芯的作用,作为整个进气系统的基础保证,当可以满足过滤芯的情况下,可以考虑更大体积的空气滤芯。
这样设计的最大好处在于可以单位时间内引入更多的气体,这样进气系统才有可能将更多的富氧空气代入到缸体内,而在平衡尺寸和空气效率的同时需要对整个系统的空气阻力进行评估。
(2)优化进气系统材质
这里主要是考虑一个隔热的效果,更好的隔热材质可以确保整个进气系统的温度。对于燃烧过程来说,混合气体中氧气含量越多会越充分,更低或更稳定的进气温度对于整个动力性有提升作用。
(3)优化进气道形状
从空滤出来的进气道要首先确保NVH的噪声测试能满足要求,而从整个流动性来说尽量要减少气体的流动阻尼,但是这个系统难免会在BD和PT大部分P确认之后再进行设计,多少会有些带着镣铐跳舞的感觉。那么这个时候形状和材料的设计都非常重要,前者优先可达到稳定空气流速,后者在轻质量的同时考虑不吸热的问题。这个优化思路最终和(1)一样实现,聚焦于进气量的增加。
(4)优化排气背压
排气背压形成的原因是在ENG排气的过程中,排出气体的压力波在遇到排气管弯曲、管径变化时会产生反射,最终这部分能量到达排气门时形成了整个系统的背压。更小的排气背压会带来更小的排气阻力,从而可以使得排气更顺畅,因此整个系统在设计弯曲、变径和分流时要从全局考虑。市面上看到的双排和四排的设计方案除了美观好看,也在这方面会有考量。
6、提升经济性的小思路
(1)排放升级
从国V到国VI阶段,污染物的排放限制做出了很高的要求,往往对于结构不改直接升级的ENG来说,动力性多少会有些下降的。这个阶段显著优化的是标定以及增加了排气系统的污染物过滤效果,这个阶段设计重心的转移变相带来了整个经济性的提升。
(2)选用符合要求的润滑油
这里谈到油品,主要是为了避免三元催化和四元催化在日常使用的堵塞问题,这个问题在天朝和保养不当以及贪图小便宜的心态有关,排气系统的堵塞会增加排气压力,最终会因为排气不畅影响到整个燃烧过程。
选用满足要求的润滑油,让整个排气系统保持顺畅,从而达到降低排气背压的效果,对于整机的经济性提升也是有帮助的。
7、后记
开启这个选题是为了重新梳理一个面试题,在这个过程中我重新思考了接触的几个项目中排气系统的设计方案中有一个关键的参照指标是让整个系统处于水平状态,现在来看这套系统最大的。
为了应对未来2-3年更好的环保要求,国产ENG通过大幅增加电气化驱动、优化子零件材质以及燃烧条件,在满足经济性的同时不断调整动力性的边界,这个过程对于成本的增加是显著的。
从ENG跳脱出来看上述两个系统的设计,虽然离专业方面还有很大的差距,但是这个过程让我重新从一个单点系统跳脱出来聚焦整个PT系统,这个思路后续会迁移到EV的系统学习上。
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