國四的熱鬧與愛科的門道
國四的熱鬧與愛科的門道
國四是整個農(nóng)機圈的大事,筆者不才無法概全,只能以愛科動力的半畝方塘為鏡,去端詳國四之鏡中顏。
愛科在中國的大馬力發(fā)動機分幾類。6.6L對應MF 7S系列拖拉機,7.4L對應MF 8S系列拖拉機,8.4L對應MF 8700系列拖拉機(今后的9S),這些都為六缸機。當然,愛科在全球還有其它更大排量的發(fā)動機。
以7.4L為例,我們國三的MF 7700系列和國四的MF 8S系列搭載的都是這個排量。國四相比于國三而言,在添加了國四排放相應的元素外,其它地方仍然作了相應的改進,使之性能更為出類拔萃。
上圖中的右側即為我們7.4L的尾氣后處理系統(tǒng),它集成在駕駛室右下方的排氣管中,采用的是之前敘述過的DOC+DPF+SCR的技術,該技術在愛科的歐洲車型上也早就一直在使用,所以非常的成熟可靠。
在介紹新特性之前,先對之前國三時的原有特征再作下普及:
中部支撐的濕式缸套,通過有效的冷卻缸套上端,以降低整個 缸內(nèi)溫度,從而產(chǎn)生更大的動力。
缸套設置中部支撐,可減少75%的振動,減少汽缸和汽缸套的磨損,同時也可減少發(fā)動機噪音、機油消耗和顆粒物的排放。
活塞為鋁合金材質(zhì),石墨鍍層;兼顧了輕量化和耐高溫,且能有效減少摩擦,使更耐用。
發(fā)動機的動力來自活塞,那新特性就從活塞開始,我們看點新東西:
一、活塞
這個活塞看上去就很帥,烏黑光亮。它的特殊之處是右下角那個豁口,這是為機油噴嘴預留的。而這個機油噴嘴的作用是時刻向活塞內(nèi)側壁噴機油,目的是散熱降溫。因為活塞頂部在劇烈的燃燒,而活塞本身不與缸體接觸無法直接散熱,所以配合以機油噴嘴給與主動降溫。這也從側面印證了,燃燒室內(nèi)溫度之高。
二、活塞環(huán)
活塞必須輔以活塞環(huán),從圖中可以明確的看到我們采用的是三組活塞環(huán),但環(huán)環(huán)不同,因為每個環(huán)的作用不同。
發(fā)動機的動力來自活塞,那新特性就從活塞開始,我們看點新東西:
圖1和圖2表示的是活塞在上下運動時,活塞環(huán)的相對微小運動。以保證達成它密封的作用。
圖3則表示三道環(huán)的相對散熱比例,良好的活塞散熱才能讓其更好的工作。
圖4則表示了活塞環(huán)給缸筒維持定量的機油膜,以潤滑缸套和活塞,定量的意思就是不多也不少,這是個很高的要求。機油膜也是密封性的另一保證。
其實站在活塞環(huán)的角度,它挺難的。把它比作風箱里的老鼠或者兩頭受氣的媳婦一點不為過。它既要和活塞以及缸套緊挨著,保證密封以及導熱;又不能挨的太緊,如果太緊了,要么卡滯,要么拉缸。它還要把甩上來的機油刮下去,既不能刮的太干凈,還要保留油膜,以保證潤滑;也不能太不干凈,否則就機油消耗過量。正因為很難,才要更加認真對待,用心研究,不能絲毫馬虎。所以誕生了這三組環(huán),環(huán)環(huán)不同的設置。在安裝這三組環(huán)的時候,不僅每個環(huán)的上中下位置不能裝錯,而且每個環(huán)的上下面都不能錯,看似麻煩實則專業(yè)。
三、HLC:液壓氣門挺柱
液壓氣門挺柱的好處是,在完成初始調(diào)整設置后,挺柱可以免維護,節(jié)省了檢查保養(yǎng)維護的時間和費用,并且由于液壓挺柱往兩頭都有一定的彈性余量,所以使氣門的開關,始終處于設置的理想狀態(tài),讓發(fā)動機的工作效果更佳。
四、平板式潤滑油冷卻器
平板式潤滑油冷卻器,相比普通型機油冷卻器的散熱面積更大,效率更高。機油如果光靠機體來散熱,那么相對的機油溫度會很高。機油溫度偏高的話,對機油的使用壽命有很大影響。同時潤滑性能會下降,對燃燒排放也有影響。所以油溫雖然不算大事,但長期來看,影響不小。
五、曲軸箱通風
油氣分離器,經(jīng)過測試,該裝置過濾效能在95%以上。較高溫度的機油,會產(chǎn)生機油蒸汽。這些油蒸汽如果直接排出機體肯定和排放的逐步嚴格是格格不入的。另外,讓油蒸汽過濾后流回機體,對減少機油的額外消耗幫助也很大。
六、電控式軌道壓力控制閥
這個裝置本身不復雜,但要說清楚不容易。小東西大用場。我們還得從高壓共軌談起,高壓是目的,共軌是方式。軌道內(nèi)的壓力越高,噴射后霧化效果越好,也就燃燒越充分。同樣的三克油,不一樣的爆發(fā)力。
高壓,那多少才是高呢。在國四機型上,我們的6缸7.4L,把共軌壓力進一步提高到2000bar。入戶自來水規(guī)定的最高壓力是3.5bar,也就是水龍頭出水壓力的600倍,配合以九孔噴油嘴,缸內(nèi)的那每一次噴射,都是如霧如幻。
不管是愛科的2000bar,還是誰家的多少bar,這個標值都說的都是軌道內(nèi)的最高穩(wěn)壓值,也就是說不是時時刻刻都是2000的。實際上,柴油供油泵能夠達到的壓力遠不止2000,它有自我調(diào)節(jié)能力,在作業(yè)負荷滿足的條件下,讓軌道內(nèi)的壓力保持在2000左右。第二個控制調(diào)節(jié)軌道內(nèi)壓力的裝置就是上圖右下角所示的這個壓力控制閥,之前它是個純機械的,超過2000就泄壓的單動作閥。不會有人問為什么要泄壓吧,不是說壓力越高越好么,對吧?這方面人也差不多,興奮了血壓會相應升高以滿足肌體需求,可太高了血管會受不了,柴油機同理。所以都得適可而止,壓力和能力得匹配,愛科的2000也不是簡簡單單得來的,每次升壓都是一次革新。
現(xiàn)在換成了電控式的壓力控制閥,它在什么壓力下開始泄壓或者關閉,完全由ECU根據(jù)發(fā)動機工況自動調(diào)節(jié)。也就是壓力低于2000的時候它也可以泄壓。做個示范:MF 2504拖拉機拉個犁大油門作業(yè),這時候軌內(nèi)是保持著2000的高壓。到了地頭,肯定要收油門,油泵得到收油信號然后減少供油。可油泵減油到軌道壓力跌到發(fā)動機的需要值它需要時間,也就是這中間有個延遲的過程,在這個過程中,由于軌內(nèi)高壓還在,所以噴油會過量。
雖然這個延遲的時間不長,但每次油門的變化都會發(fā)生這個過程,就算你不在乎那點油,那它對后處理也是很大危害。這個時候電控的軌道壓力控制閥就起到作用了,它一收到油門的收油信號,就直接開始快速泄壓,由于它就位于軌道上,所以軌壓很快就能降低。
所以綜合來講,這個電控軌道壓力閥的作用就是:始終保持高壓軌道內(nèi)的壓力為發(fā)動機當前工況的需要值,并高度靈敏的適應匹配發(fā)動機工況變化。對油耗和后處理系統(tǒng)都有利。
七、電控進氣節(jié)氣門
節(jié)氣門顧名思義:調(diào)節(jié)進氣氣流的閥門,小汽車上很普遍。我們開汽車時常說的踩油門/加油,實際上踩的就是它,所以叫踩氣門更合適。柴油機上,節(jié)氣門不多見,但愛科還是裝備了,因為它有用。大多數(shù)情況下它是全開狀態(tài),以保證足量的空氣進到燃燒室去充分燃燒。
在發(fā)動機剛啟動的時候和后處理主動再生的時候,這個節(jié)氣門會根據(jù)發(fā)動機的綜合狀態(tài)由ECU控制開度。如剛啟動,缸套內(nèi)是涼的,過多的冷空氣進去,會造成燃燒不充分,排放污染物升高,這時候就需要減少空氣進入,以快速提高燃燒室溫度。再比如當后處理再生時,它的本質(zhì)是提高排氣溫度,所以同樣的需要適當減少空氣進入,配合延遲噴油,讓排氣的溫度達到更高,有利于后處理部分的升溫。
有人可能會問,汽車踩油門,是通過電腦去踩節(jié)氣門;那么拖拉機一腳油門踩下去,是踩了個啥呢。答案是踩了個寂寞。
油門踏板,只產(chǎn)生一個信號給到發(fā)動機電腦中,也就是機手的意念轉化成發(fā)動機的意念,告訴發(fā)動機,給我加速。這就好比,你騎馬,然后對著馬喊“駕…”,馬就知道要加速,“駕…駕駕…”就是急加速,是一個意思。最后這個加速動作的達成,需要發(fā)動機電腦通過電信號給到各執(zhí)行機構,比如噴油嘴,比如油泵,它們相互配合才能實現(xiàn)。那收油門也就好理解了,就是騎馬的“喔,喔喔......”。發(fā)動機的動來活塞,那新特性就從活塞開始,我們看點新東西:
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