OPOC发动机研究综述.pdf

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1、内燃机与配件2012年第ll期——————必—日专题综述4‘~f—f—f—f0POC发动机研究综述OPOCengineresearchsummary赵晓辉张翼许俊峰(中北大学)’[摘要]本文介绍了OPOC(对置活塞对置气缸)发动机的发展历程、研究方向和发展现状.重点探讨了OPOC发动机的结构特点及优势,与传统发动机相比,双对置二冲程发动机具有扫气质量高,轻质高功率,低油耗,低排放及自平衡性好等诸多优点,在动力性得到提升的同时,有效地改善了二冲程发动机的经济性和排放性[关键词}OPOC发动机结构特点二冲程优点Keywords:O

2、POCEngineStructuralfeaturesTwo—strokeAdvantages1前言机零部件可以承受更高的热负荷和机械负荷:加之高压共轨技术和电控涡轮增加技术的应用,扫气效OPOCfOpposdPistonOpposedCylinder)发动机率和缸内混合气的形成较之前有明显的改善,使得是指对置活塞对置气缸发动机,相比传统的二冲程发动机,该产品在设计上独树一帜.创新性地将对这两种发动机再次进人人们的视野。PeterHofbauer置活塞发动机junkers发动机)和对置气缸发动机等人将这两种形式的发动机结合起来

3、.创新性的提(boxer发动机)结合起来,在充分发挥二者优势的基出了对置活塞对置气缸的概念,开展了小功率点燃础上实现了动力输出的最大化。与对置活塞发动机式OPOC发动机和高功率压燃式OPOC发动机的一系列研究。相比,它仅有一根曲轴,所有的力都传递到曲轴上,没有传递给轴承和曲轴箱:与对置气缸发动机相3OPOC发动机的结构特点及优势比,它没有气缸盖,这种巧妙的设计使发动机结构OPOC发动机结构如图l所示。从图中可知:与简单,重量减轻,紧凑而且高效。本文对比传统发动传统发动机相比,无论是零件结构还是总体布置都机.主要介绍双对置二冲程

4、发动机的一些结构优势有很大区别,OPOC发动机有两个水平对置的气缸,和研究现状。分别置于曲轴的两侧,每个气缸中有两个活塞。两20P0C发动机的发展历程个活塞通过内外连杆与曲轴相连,这样大大缩小了OPOC发动机是一种建立在对置活塞和对置气发动机的质量和体积,工作时两个活塞在内外连杆缸发动机基础上的二冲程往复式内燃机.国外就对的作用下做相向运动.双对置发动机特殊的结构决置活塞和对置气缸发动机已经开展了多年的研究定了它有其他机型不具备的优点。外活罐内活摩内活塞外活旗和探讨工作,而且都有典型的成熟产品。其中,升功率较高的对置活塞发动机

5、被用于螺旋桨战斗机,而平衡往复惯性力较好的对置气缸发动机备受减振车辆的青睐。但与传统发动机相比。这两种发动机结构复杂,对材料和制造工艺要求比较高,且可靠性较低,逐渐淡出了人们的视线_l1。近年来,随着内燃机技术的飞速发展,尤其是新缶j:套内连杆l擒俩外连枰气¨兴材料的出现和制造工艺水平的提高.使得内燃圈10P0C发动机结构示意图赵晓辉张翼许俊峰:OPOC发动机研究综述3.1直流扫气包。却拥有高达1.3kW/kg的功率密度,是普通内燃机扫气质量的优劣直接影响到混合气的形成与的2~3倍。更小的体积,更大的功率,这正是对置活燃烧过程

6、,进而影响到发动机的动力性,经济性和塞对置气缸发动机的创新之处,也为发动机的轻量排放性能。与四冲程发动机相比,由于传统二冲程化设计提供了一种新的思路。发动机扫气时间短,进排气过程同时进行,导致新3.3低油耗。低排放鲜充量与废气掺混严重,缸内残余废气系数较大,传统二冲程发动机由于燃烧不充分而造成的扫气质量差等问题嘲。针对以上扫气缺陷,OPOC发排放差和油耗高一直是制约二冲程内燃机发展的动机采用可控直流扫气方式,进排气口位于气缸的的瓶颈.在二冲程发动机研发过程中,设法提高排两侧.沿整个气缸圆周分布,进气口由一直流排和放的设计都以失

7、败而告终.而OPOC发动机采用了一涡流排组成,排气口由单一直流排组成,气口的独特的电控涡轮增压器技术,扫气质量得到明显提开闭由对置活塞控制,扫气EI沿切线方向排列,使高.燃烧更加完全。使得排放得到有效改善,与普通进入气缸的充量一边绕气缸轴线旋转,一边沿气缸二冲程发动机相比,对置活塞对置气缸发动机的氮轴线向前推进,形成一个“空气活塞”,将废气推出氧化合物排放量减少了25%~35%。其尾气排放可与气缸.较好地避免了新鲜充量和废气的相互混合。普通四冲程发动机相媲美。另外,它采用了模块化另外.错拐曲轴结构实现了非对称换气相位,使得设计

8、,每个模块结构完整,可以独立运行,模块之间排气口的开闭总是比进气口早.可以实现过后充通过电控离合器彼此相连,离合器使各模块同步运气。相比传统二冲程发动机排气结束时40%一50%的行.提供了一种可变排量发动机,此举不仅能够减残余废气,OPOC发动机仅有不到l0%的残余废气,少废

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