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来源:改装车(微信号:chezhuyouxuan)
作者:改哥(转载请保留该段文字,否则必举报抄袭者)
隆重介绍,现在被本田用完又用,翻过来还继续用,感觉整个HONDA家族的车都要用的,L15B系列发动机。
当年,德系铁军高举涡轮增压大旗,在中国车市攻城掠地,可谓战无不胜。反观日系阵营,手里只握有自然吸气,对德系的一路高歌是毫无作为,无动于衷。
眼看节节败退,这时,日系中有名“买发动机送车”的选手,HONDA本田,吹响了反击的第一声号角。
本田双手合一,祭出第一副神器:“超跑”GK5同系列引擎,代号L15B8,本田首款1.5升小排量直喷涡轮增压发动机!
这副引擎的处女秀,本田选择了非常有传奇色彩的车型上去搭载,CIVIC思域。
又是思域吹文?Naive!为了让粉丝们能和我们共同成长,成为各自圈子里的“汽车KOL”,这篇文章,我会深入浅出的说说本田这台L15B8发动机的设计和构成。
让我们正确,科学去认识发动机的一些技术常识,同时也欣赏一下这份来自内燃机的机械艺术。
这份艺术,不知道以后还见不见得到呢
思域的1.5涡轮增压,极大可能改良自飞度上的1.5自然吸气。但远不止就多塞了一个涡轮这么简单。
首先,长行程和小缸径的结构,就非常有利于实现高的热效率,同时还能提供流速非常快的进气速度。
其实就是又窄又长嘛,十足一个手动打气筒的样子。
进气快了,等同于增加了缸内的紊流,滚流比得到提高,进而可以实现快速燃烧,还可以抑制爆震的产生。
爆震得到抑制,涡轮增压的压力就可以再往上走,结果就是在高热效率的基础上,同时还提高了动力性能。
也就是大家常说的,又省油又有力。对,这回是真的马儿吃得少,一样有劲跑。
最终热效率和BMEP如下表。
BMEP:平均有效压力,指单缸容积下所做的循环功。在标定功率下,BMEP是用来表示发动机整个工作过程完善性,和做功热力强烈程度的重要参数。
在1.5升自然吸气且带缸内直喷的基础上,工程师采用了进排气端都有的双VTC。(VTC:可变正时控制,双VTC可以连续改变进排气门的开闭时间)
这样就能为发动机在不同工况下的负荷和转速,提供最佳的进排气门的重叠角(进排气气门同时开启)和气门正时(简单理解为气门开和闭的时刻)。
这是一般直喷发动机的示意图:
这是连续可变正时气门,进排气门重叠的示意图:
这副引擎并不带外部EGR,而通过调整内部EGR的参数(EGR:排气再循环技术,将排气分离出一部分,进行冷却后再次导入进气参与燃烧;可以减少污染物排放和降低部分工况的油耗),让发动机达到理想的燃油经济性和动力数据。
L15B8在设计之初就基于92号油进行匹配,10.6为最理想的压缩比,油耗与性能的最佳平衡。
日产可变压缩比发动机示意图,帮助大家理解压缩比
为最大程度提高三元催化器的转化效率,让它快速地升温起燃,减少污染排放,在排气气门到催化器的中通结构上,工程师做了非常合理的低比热容设计。
下图可以看到,集成式排气歧管(红色)和单涡流增压器,紧密结合着一个双床催化器,这设计同样有出于提高催化器升温速度的考虑。
这一系列的排气硬件,都布置于发动机之前,发动机随之后倾7度。
这部分分为进气道、活塞、排气门和喷油嘴。咱们一个个说。
新设计的进气道,目标就是提高滚流比。首先是优化管道形状,降低空气进入缸内沿路的阻力。图中可以看出,最高滚流比达到了1.9。
高滚流比设计,让空气能和燃油一起“滚起来”,充分混合,在发动机高负荷的时候,能有均匀的燃气混合,满足缸内实现快速燃烧的条件。
在下图中我们直观地看到,1.5增压和1.5自然吸气在进气道与活塞形状上的差异。
1.5增压进气道更倾斜,气流主要走上面的斜坡,而下方的气流明显被限制了进入缸内。
要实现这个效果,主要是靠在进气道的下侧,有一个周边会与气门座相连的突变斜坡去实现。
浅碟活塞,也称为浅盆型活塞。
在压缩过程中,利用活塞向上的运动,浅盆型活塞能够进一步促进并维持住缸内的纵向涡流,就是一直让混合燃气保持着滚动的状态,进一步提高滚流比。
一系列的优化之后,效果在下面的表格里得到了体现。
纵向涡流的滚流比与流量系数(流量系数:通俗地说,就是实际吸了多少气,和正常状态下自然能流进去多少气的比例),对比1.5自然吸气。
全段翻译:
空气进来的一路上没啥阻力,所以能用很快的速度冲进缸内,混上喷出来的汽油,又在活塞顶被回兜了一下,一边兜还一边往上压。
这样一来,混合的油气就会在一直在缸里飞快地转圈圈,拼命地滚啊滚啊,越滚它越均匀,自然也就能烧得又快又好啦 ~
排气门和燃油嘴都还没说?诶,客官老爷您先不要那么猴急嘛 ~
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📇 责任编辑 / 文哲
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