伊藤3千瓦柴油發(fā)電機YT3800E

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發(fā)動機配氣凸輪的優(yōu)劣直接影響其動力性、經(jīng)濟性、可靠性以及振動、噪聲與排放特性的好壞。隨著中小型發(fā)動機不斷向輕巧化、高速化、高性能與高壽命方向發(fā)展，對配氣凸輪設計理論與制造技術的要求也越來越高。配氣凸輪的豐滿系數(shù)越大，則進氣量越多，發(fā)動機的動力性能與經(jīng)濟性能越好，排氣煙度與熱負荷越低。凸輪型線的圓滑性越好，發(fā)動機的振動與噪聲越小。作者提出的n階導數(shù)連續(xù)、運轉平穩(wěn)、豐滿系數(shù)大、自變量為內燃機主要結構參數(shù)與運轉參數(shù)、計算簡便的變型雙曲函數(shù)配氣凸輪型線如下:
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  h=A(eχa+e-χa)+B(eχb+e-χb)+Cχ2+Dχ4
式中:h為挺柱升程;χ為發(fā)動機氣缸直徑、活塞行程S(ψ)、連桿比λ、壓縮比ε、轉速等參數(shù)的函數(shù)，S(ψ)又是曲軸轉角的ψ函數(shù);A、B、C、D是由初始條件，即挺柱緩沖段升程h0、挺柱工作段升程hmax與挺柱升程曲線的一階導數(shù)h’、二階導數(shù)h’’確定的系數(shù);a、b為常數(shù)。
變型雙曲函數(shù)配氣凸輪的主要性能參數(shù)指標與其它型線方程的內燃機配氣凸輪的對比情況示于表1，可見，它具有豐滿系數(shù)大、動力性好，沖擊、振動與噪聲小的優(yōu)點，是實現(xiàn)發(fā)動機高速化、高性能的關鍵技術[8、9]。 優(yōu)化燃燒系統(tǒng)
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  由熱功轉換原理可知，要獲得高性能的柴油機，必須在保證充足進氣量、高充量系數(shù)與高機械效率的基礎上，優(yōu)化燃燒系統(tǒng)，實現(xiàn)柴油機氣缸內空氣運動規(guī)律、噴油規(guī)律、噴注特性、傳熱規(guī)律與燃燒室尺度之間的匹配。
小型單缸高速風冷柴油機廣泛采用具有空氣利用率高、對燃油及其噴射系統(tǒng)要求低、污染少、燥聲輕、高速性能好的渦流燃燒室。根據(jù)燃油在燃燒室內的蒸發(fā)速率應大于油氣混合速率，油氣混合速率應大于混合氣化學反應速率，化學反應速率應大于燃燒速率，而燃燒速率應大于燃油油粒在高溫下的裂解速率;以及減少渦流燃燒室內的流動損失與傳熱損失;盡量縮小渦流室與主燃燒室放熱的相位差和有利改善冷起動性能的基本思想。
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通過不同尺φ寸的各種渦流燃燒室，φ4.5、φ5、φ5.5、φ6mm四種柱塞直徑的噴袖泵，φ4、φ5、φ6mm三種針閥直徑的噴油器，φ1.3、φ1.5、φ1.7、φ2mm四種內徑高壓油管的優(yōu)化試驗研究，找到了與噴油規(guī)律、空氣運動規(guī)律匹配合理的燃燒室(圖2)[10]。獲得了高性能的柴油機，如BHl70F柴油機的升功率由11kW/L提高13kW/L;標定工況時的燃油消耗率降低10g/kWh;整機燥聲降低2.5dB(A);在-5-0℃時能順利起動 主要是優(yōu)化氣缸與氣缸蓋散熱片結構及其導風裝置。首先在試驗風扇及其電控空氣動力特性試驗臺上進行改變風扇葉片形狀、葉片數(shù)目、葉片進出口安裝角、風扇內外徑比值及插入不同異型葉片等多種方案的優(yōu)化試驗，得到滿足冷卻所需風量、風壓特性、效率高、噪聲輕、尺寸小的優(yōu)化冷卻風扇(表2與圖 單缸風冷柴油機氣缸與氣缸蓋大都采用鋁合金壓鑄成型，普遍存在各部位溫度分布不均勻、溫差大，導致高負荷工作時易產(chǎn)生變形現(xiàn)象(圖4)。
伊藤3千瓦柴油發(fā)電機YT3800E
按照熱流面積布置散熱片的設想，即氣缸與氣缸蓋各部位所需要散走的熱量與散熱能力(散熱片面積與冷卻空氣流量的數(shù)量)之比值基本相等，為了降低氣缸與氣缸蓋各部位之旬的溫差，對溫度高的區(qū)城采取增加散熱片面積與加大冷卻空氣流量的措施，反之亦然。經(jīng)過對氣缸和氣缸蓋上各種散熱片布置方案的空氣動力學對比試驗、溫度場對比試驗，獲得了散熱片布置優(yōu)化、冷卻效果好的氣缸蓋與氣缸，降低了氣缸蓋與氣缸承受的溫度及其各部位的溫差，減少了柴油機的熱負荷與熱應力將優(yōu)化的冷卻風扇、氣缸、氣缸蓋與多種導風裝置進流阻力特性優(yōu)化匹配試驗，從而獲得小型單缸風冷柴油機的優(yōu)化冷卻系統(tǒng)。
伊藤3KW柴油發(fā)電機

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后與優(yōu)化燃燒系統(tǒng)共同實現(xiàn)整機優(yōu)化。
7 結論
(1)高機械效率和高充量系數(shù)是獲得高性能(高功率、低油耗、低振動、低噪聲、低排污、易起動與高壽命)柴油機的基礎。
(2)變型雙曲函數(shù)配氣凸輪具有豐滿系數(shù)大、動力性好，沖擊、振動與噪聲小的突出優(yōu)點，是實現(xiàn)發(fā)動機高速化、高性能的關鍵技術。
(3)實現(xiàn)氣缸內空氣運動規(guī)律、噴注特性與噴油規(guī)律、燃燒室尺度與冷卻系統(tǒng)之間的優(yōu)化匹配，是獲得高性能風冷柴油機的核心。