Características del motor SQR477F.
El diseño del conducto de aire del motor fue desarrollado conjuntamente por CFD y el laboratorio de conductos de aire. Cuando un motor de gasolina de cuatro válvulas tiene dos entradas, el campo de flujo macroscópico en el cilindro está dominado por el flujo giratorio. Para reducir la resistencia de admisión y formar un fuerte flujo giratorio en el cilindro, se utiliza un conducto de admisión bifurcado. El conducto de admisión tiene solo una entrada en la culata. Antes de ingresar a la cámara de combustión, se divide en dos horquillas, que conducen a las dos válvulas de admisión respectivamente, lo que puede aumentar simultáneamente su coeficiente de flujo y la velocidad de rotación dentro del cilindro. Para la cámara de combustión con forma de techo, la válvula de admisión y la válvula de escape están dispuestas simétricamente a ambos lados, y el flujo de aire que ingresa al cilindro desde el puerto de admisión forma un movimiento giratorio mientras se hunde y gira alrededor del eje horizontal. La relación de caída promedio de la entrada de aire del 477F es superior a 0,65.
La perfecta organización del flujo de aire reduce aún más la variación del ciclo COV cuando el motor está en ralentí. Al mismo tiempo, los HC y CO en las emisiones originales también se reducen considerablemente, reduciendo el coste del postratamiento de los gases de escape. .
La boquilla de encendido de la bujía está colocada hacia el lado de escape, lo que favorece la descarga de los gases de escape cerca de la bujía para liberar energía de ignición y puede acortar eficazmente la distancia de propagación de la llama y reducir la pérdida de calor. , acelera la tasa de expansión del área de la llama y la tasa de combustión, y mejora en gran medida la resistencia del motor a la violencia.
La relación de compresión de diseño del motor de 10,5 y el excelente campo de flujo de aire de admisión permiten que el motor 477F arda completamente y funcione extremadamente rápido.
El avanzado sistema de combustión y el perfil de leva optimizado, la sincronización de válvulas y el diseño del tubo de admisión mejoran en gran medida la eficiencia de carga del motor a bajas velocidades, alcanzando el primer pico de par a 3000 rpm. El segundo pico de par se alcanza a 5000 rpm. , con excelentes características de salida de par. Las excelentes características de par y la combinación optimizada de la caja de cambios permiten que el vehículo se adapte a las complejas condiciones de las carreteras urbanas a baja velocidad y cumpla con los requisitos de potencia de alta velocidad de las autopistas. En las primeras etapas del desarrollo del motor, el 477F tomó firmemente la ruta del diseño de reducir completamente la fricción.
El motor SOHC de cuatro válvulas utilizado en el 477F tiene la mitad del árbol de levas del popular tren de válvulas DOHC de cuatro válvulas, por lo que el motor SOHC tiene las ventajas de alta confiabilidad, alta eficiencia mecánica y bajo costo. La comparación experimental muestra que el árbol de levas FMEP del motor 477F es 0,03 bar más pequeño que el típico árbol de levas doble en cabeza. Su balancín adopta una estructura de taqué hidráulico integrado y también está diseñado y desarrollado de forma completamente independiente, siendo pionero en el desarrollo independiente de balancines hidráulicos nacionales y rompiendo la vergonzosa situación de que los balancines hidráulicos solo pueden ser diseñados y desarrollados por proveedores extranjeros.
En comparación con el mecanismo de válvula de balancín tradicional, el 477F utiliza un balancín de rodillo más avanzado (el par de fricción entre la leva y el balancín es contacto con el rodillo). El aceite salpicado en el charco de aceite de la culata aporta una buena lubricación a los rodillos, reduce la resistencia a la fricción y aumenta la eficiencia mecánica. El árbol de levas en cabeza único (SOHC) fabricado por QT700 acciona la válvula de admisión y la válvula de escape simultáneamente, con una estructura compacta, bajo costo y pequeño par de resistencia. Incluso a la velocidad nominal de 6150 RPM, el par de rotación de todo el tren de válvulas es de sólo 20 Nm.
El camino para reducir completamente la resistencia a la fricción también se refleja en una investigación en profundidad sobre los pares de fricción y la combinación optimizada de pares de fricción para garantizar la confiabilidad del motor. El anillo del pistón adopta una tecnología avanzada de anillo delgado y la pared del cilindro correspondiente adopta una tecnología de procesamiento de malla de baja fricción, que reduce la resistencia al desgaste y aumenta la capacidad de control de aceite del anillo del pistón. El motor puede satisfacer el consumo de aceite del motor y el consumo de combustible en diversas condiciones. condiciones de trabajo complejas. Requisitos de eficiencia
El cigüeñal adopta un diseño de muñón estrecho y coopera con el casquillo de cojinete recientemente desarrollado para garantizar la resistencia del soporte y reducir en gran medida la resistencia a la fricción. Los datos experimentales muestran que el trabajo de fricción del motor 477F por debajo de 3000 rpm es mejor que el del motor de 1,3 L, y el FMEP es mucho menor que el del motor general de cuatro válvulas de 1,5 L.
En el caso del cigüeñal, la pérdida por fricción es causada principalmente por el par del cigüeñal y el casquillo del cojinete. La pérdida por fricción entre el cigüeñal y el casquillo del cojinete consta de dos partes: pérdida hidrodinámica y pérdida por fricción de contacto.
La pérdida de potencia líquida es la fricción líquida del aceite lubricante entre el cigüeñal y el cojinete cuando el motor está en marcha. Está determinada por las condiciones de combustión en el cilindro, la velocidad lineal de rotación del cigüeñal y la. Calidad del aceite lubricante. La velocidad lineal se puede reducir reduciendo el diámetro del cigüeñal. El cigüeñal 477F adopta un proceso de fortalecimiento del cigüeñal. Con la premisa de cumplir con los requisitos de resistencia del cigüeñal, el diámetro del muñón se reduce en un 15%, logrando al mismo tiempo el propósito de aligerar el cigüeñal.
Según los resultados finales del desarrollo, a 6200 rpm, la potencia de fricción máxima cayó de 1320 W a 780 W, y la pérdida total de potencia de fricción del rodamiento se redujo en un 34,8 %. Sistema de escape:
Para responder a la política nacional de conservación de energía y reducción de emisiones y maximizar el potencial del motor, utilizamos CFD para calcular el colector de escape del motor con un precatalizador y optimizamos el coeficiente de uniformidad. , distribución de velocidad, número de Mach, distribución de presión y gradiente de presión en el catalizador.
Sistema de admisión:
Para mejorar la eficiencia de carga y organizar racionalmente la inyección de combustible y la mezcla de aire y combustible para mejorar el consumo de combustible y las emisiones, los objetivos del colector de admisión y la inyección de combustible se han definido cuidadosamente. calculado y desarrollado.
A través de múltiples rondas de ajuste y combinación, la organización de la inyección de combustible y la entrada de aire se combina perfectamente y la mezcla se forma razonablemente, sentando una base sólida para reducir el consumo de combustible y mejorar las emisiones;
La longitud, el diámetro y la orientación del colector de admisión desempeñan un papel vital en el par, la potencia y el consumo de combustible de un motor.
Después de múltiples rondas de optimización del cálculo CAE y CFD, se seleccionaron los parámetros relevantes más razonables para mejorar la eficiencia de la inflación. La optimización del diseño y desarrollo cubre todos los componentes. Tomando como ejemplo la bomba de agua y la bomba de aceite, la eficiencia mecánica del motor se mejora aún más utilizando un impulsor de plástico para la bomba de agua y optimizando las características de la bomba de aceite.
Bomba de agua: el sello de agua de la bomba de agua adopta una estructura doble de SiC, que reduce la presión de contacto dinámica de la superficie de sellado y controla eficazmente la fluctuación de presión de la superficie de contacto después de múltiples rondas de análisis CAE; Y la optimización combinada con experimentos, el peso del impulsor se ha reducido de 152 gramos de metal a 27 gramos de plástico, reduciendo el peso en más de un 82%. Los dos trabajan juntos para reducir la potencia del eje consumida por la bomba de agua en un 30,6% a la velocidad nominal del motor y aumentar la eficiencia de la bomba de agua en un 4% cerca del punto de torsión nominal del motor.
Cuando la temperatura del agua de entrada, la diferencia de presión del agua de entrada y salida y el flujo de agua de la bomba son iguales, a medida que aumenta la velocidad de la bomba, compare el consumo de energía del eje de la bomba. Después de la optimización, a medida que aumenta la velocidad de rotación, la tendencia creciente del consumo de energía del eje se ralentiza considerablemente. Cuanto mayor es la velocidad de rotación, más evidente es el ahorro de energía.
Cuando la temperatura del agua de entrada, la diferencia de presión del agua de entrada y salida y el caudal de agua de la bomba son iguales, a medida que aumenta la velocidad de la bomba, compare la eficiencia de la bomba. Después de la optimización, la eficiencia de la bomba aumenta con el aumento de la velocidad de rotación. Cuanto mayor es la velocidad de rotación, más evidente es la mejora de la eficiencia. La amplitud media está por encima del 2%.