要理解整个问题,首先要了解应用程序是什么以及它是如何产生的。
有问题的发动机是A系列Minis中使用的较旧的4缸发动机(不是现代的BMW生产的发动机,而是英国汽车公司生产的发动机)。这款Mini使用了特定的头部设计,并具有连体端口配置。共享端口的工作在以下位置:
- 气缸1和2共用一个进气口
- 气缸3和4共用一个进气口
- 气缸2和3共用一个排气口
这张经过高度修饰的Series-A磁头的图像显示了我在说什么。
您会注意到有五个端口。所有端口都在头部的同一侧。方形端口是排气端口,圆形端口是进气端口。这种有些奇怪的配置虽然紧凑,但也有缺点。两个主要问题是跨端口干扰和流量潜力。
跨端口干扰源于某些端口的共享方面。例如,根据冲程在Otto循环中发生的位置,发动机可能试图在一个端口(在进气循环结束时)执行进气功能,而其旁边的一个进气口可能正在开始其进气循环。两个气缸可能试图同时进气,这意味着如果两个气缸单独使用进气口,它们可能会因潜在的气流而挨饿。
流量潜力是指单个端口能够移动多少空气。由于气缸1和4具有自己的专用排气口,因此它们具有比气缸2和3的共享排气口更好的流动潜力。由于没有排气口的竞争,气缸1和4的排气潜力比气缸2和3更好。 cyls 2和3共享的单个端口。
这给我们带来了一个问题:什么是散射凸轮?
存在单模式凸轮轴,其中进气/排气凸角共享相同的轮廓。凸轮凸角打开相同的量。它们打开和关闭的时间相同。双模式凸轮轴是在进气和排气侧都有两个不同的凸轮凸角轮廓的地方。在A 系列发动机中使用的合适的散射凸轮会利用四个不同的凸角轮廓。
散射凸轮轮廓的原因是使相互干扰的进气/排气事件相互远离,以减少事件的影响。这意味着在共享进气流道之间的进气事件之间将进行较少的清理。为了更好地理解,这是所需的不同波瓣轮廓的列表(由MiniMania论坛指定):
- 一组入口1和4的时序图
- 入口2和3的一组不同的时序图
- 排气1和排气4的一组特定时序图
- 排气2和3的一组特定时序图
该论坛上的文章继续说:
考虑到现有的问题时,将引擎简化为两个两缸引擎比将其视为一个四缸引擎要容易得多,将3和4汽缸视为1和2的镜像。然后,基本原理是通过最小化跨端口干扰并最大化由端口共享和端口不匹配问题引起的端口流量性能来布置凸轮凸角,从而使性能最大化。告诉你原理很简单。我想对散布图案凸轮所做的最简单的解释是说,它减少了暹罗进气口的共用时间,从而减少了内气缸与外气缸的负面相互作用。
但是,在考虑任何凸轮时序图和相位之前,您需要了解一些事项。每对的内圆柱先吸取新鲜电荷,然后再向外吸180度,如上面概述的小实验所观察到的那样,阀门在一起打开的时间很多。因此,外筒从内筒中抢走了新鲜的电荷,在外筒的感应冲程结束时的扫气动作进一步加剧了外筒的充气,从而超过了内筒。而且,与外部的排气口相比,内部的排气口从根本上讲效率较低。副作用是清除时间不同。
正如您所建议的,散射凸轮的简单形式只是针对2和3缸进行调整。正如您在上面所讲的,可以设计更复杂的凸轮,以帮助整个发动机更好地呼吸。简单的散射凸轮是性能和研究/开发成本之间的折衷。(这有句古话,“ 赚马力要花钱。 ”)
分散凸轮的主要目的是最大程度地利用发动机。在设计时主要考虑到性能。如您所知,使用通常吸气的A系列电动机,您只能从这些发动机中脱颖而出。他们原本打算以最小的马力将一辆小型汽车推上道路。由于车辆的布局(低重心;宽阔的姿态),它已成为欧洲赛车运动爱好者的最爱。与所有发烧友一样,始终追求更好的性能。散布凸轮有助于挤出更多一点。对于普通人来说,这些凸轮没有太大意义。就性能而言,只需要一点点就可以使它们到达终点。
至于为什么称其为“散射凸轮”,我唯一能弄清楚的是这是由于凸轮轮廓分散所致。如所描述的,在八个不同的凸角中可以存在四个不同的凸轮凸角...术语“分散”在这里看起来非常合适。这是我的假设,但似乎可行。