扫、排气口配气正时的可变化技术
[日]北村修一
1.前言
但是随着排气法规强化和燃油经济性及节能等问题受到重视，二冲程发动机汽车的产量急剧下降各公司都轩产四冲程发动机汽车。
在这个过程中，于1978年实施采用两级催化装置的排气法规。在现行法规中，虽然还有一种唯一合格的二冲程发动机汽车，但是因为轻型汽车排量的最低极限被提高到550mL，所以这种汽车也停产了。
但是，二冲程发动机由于每两个行程作一次功，机
械效率高和进气节流产生的泵吸损失小等，所以可大幅
度改善燃油经济性，其功率和扭矩与相应的四冲程增压
发动机相同。
图1示出二、四冲程发动机燃油经济性的比较。二
冲程发动机是燃油喷射式，消除了燃油随排气排出（以
下称燃油流失）。这种二冲程发动机，如果较完全地抑制
燃油的流失，其燃油经济经济性大大地优于四冲程发动
机，且采用与四冲程发动机同样的方法很容易处理排放。
因此，为了使二冲程发动机汽车复活，笔者提出采
用气口配气正时可变化技术来较完全地抑制燃油的流失。
排气正时可变化技术虽然已经实用化，但本技术的特点是扫、排气正时可同时变化。
2．解决问题的方法
丝袜花制作方法要解决二冲程发动机的上述问题，有如下困难：
①二冲程发动机用新鲜空气扫出前一个行程的燃气，在这期间一部分新鲜空气不可避免地会从排气口流失（以下称新鲜空气流失）。
全负荷时新鲜空气的流失率达30～40%，就是在充量系数大的低负荷区域，其流失率也达到10～20%，因此燃油经济性和排放恶化。
例如，如果把车速为40km/h的给所比定为0.3，则充量系数给为0.8，新鲜空气的流失率给为20%，理论计算排气中HC应为3200ppm，约为四冲程发动机HC浓度的数倍。
②采用减小给气比来提高进气效率的方法，虽然新鲜空气的流失量变小，但是节气门再节流会减小给气比，因此，气缸中残留废气的比例增大，着火性能恶化。另外，由于在气缸内的排气作用和活塞接近下止点时活塞顶附近的负压作用，排气回流到气缸内在于了新鲜空气的层状流动。因此，发动机着火性严重恶化，运转时会失火，即会燃烧不完全。燃油经济性和排放严重恶化。
为发消除这些现象，曾研究采用喷射方式。
燃油喷射方式与化油器方式相比，全负荷时油耗率要降低25～40%，部分负荷时可降低20%，低速时效果不大，不能消除不完全燃烧现象。由于燃油气化许用时间变短，在没有充分气化的情况下点火，燃烧就会恶化。这些问题已经弄清楚。
然而，最大的障碍是成本急剧增加，但可肓实现燃油喷射式的实用化。另一方面，可替代燃油喷射方式的气口配气正时可变化技术成本低，且当前正在积极研制之中。
表1列出排气口必须在扫气口必须在扫气口打开之前打开，
排气口打开时间一般要比扫气口打开时间早20︒，所以新鲜空
气的流失爱排气口正时的的影响很大。由表1及图2可见，随着
排气口打开时间的延迟，燃油经济性和排气中HC的浓度得到明
显的改善，对掏新鲜空气的失非常有效。
表1 LA-4工况行驶性
排气口开（上止点后）Km/L
用醋洗脸的好处90︒35.0
100︒40.0
110︒42.0
试验中，把扫气口打开时间固定为122︒（上止点后），使排气
口打开时间忙于110︒（上止点后），效果不好。
图3示出扫、排气口配气下野与排气中HC浓度的关系。
每使扫、排气口打开时间同时延迟1︒，约使HC下降190ppm，
如果能保持这种倾向，最终能够较完全地掏新鲜空气的流失。
综上所述，扫、排气口配气正时可变化技术是非常重要的课题。
3.扫、排气口配气正时的可变化
3.1 结构
图4示出笔者开发的采用扫、排气口配气正时可变化技术的二冲
程发动机（正在申请专利）。
使扫、排气口所在气缸内壁面上开口部位与活塞侧面保持0.2mm的微小间隙且镶上密封片，使这些密封片分别与扫、排气控制阀形成一体（图5）。
在活塞下行时，即使活塞侧面已离开各个气口的开口部位，只要活塞侧面尚未完全通过各密封片，扫、排气口与气缸内的通道就处于遮蔽状态，因此，扫、排气口实际打开时间是活塞侧面完全通过各密封片的时间。
综上所述，采用使扫、排气口控制阀沿气缸中心线方向移动的方法，就可任意改变扫、排气口配气正时。
在反、排气控制阀的驱动方法中，简单地引入发动机转速因素，采用由飞块离心力产生位移量的驱动的方法。
张雨绮几个宝宝希望能够引入发动机负荷因素，把转速传感器和加速度传感器的信号输给电控单元，根据其计算结果控制步进电机，由步进电机使小齿轮回转，使装在扫、排气控制阀上的齿杆与小齿轮啮合，以小齿轮的转动驱动齿杆移动来带动控制阀移动。
扫、排气控制阀随着发动机转速和负荷的提高而移向上方，扫、
排气口实际打开的时间也随之提前。
时尚名3.2 不完全燃烧现象的消除
二冲程发动机给气比在0.3以下时，不完全燃烧现象不可避免，
不象四冲程发动机那样容易得到稳定燃烧。
本发动机在怠速或接近怠速状态下，使扫、排气控制阀如图6
所示那样，处在最低开度位置，使扫、排气口打开时间为最迟，例如，
排气口开为145︒（上止点后），扫气口开为165︒（上止点后），就可
完全掏新鲜空气的流失。
当在活塞顶面的导流凸块高度低时，起不到层状供给新鲜空气的
作用（扫气方式是施努勒方式）。
汤镇业个人资料由图6可见，由各扫气口进入气缸的新鲜空气冲击到导流凸块的转向且减速，不再沿气缸内壁面扩散，一方面流向火花塞，一方面以层状流流向气缸盖底平面。此时，由于用排气控制阀控制排气口，排气口节流可避免受气柱振动等影响搅乱新鲜空气层状流动。结果，因为在火花塞附近经常有新鲜空气，所以着火率应该近于100%。
因为导流凸块的高度比较低，所以即使在扫、排气控制阀上升到半开状态时的全负荷低速区域，扫气型式也不会受到什么影响，更不会发生活塞过热的问题。
4.特点
本二冲程发动机的主要特点如下：
① 二冲程发动机的燃油经济性和排放以及功率和扭矩等特性与扫、排气口配气正时的关系密切，不可能同时满足各种特性，一般要折衷满足特性要求。本发动机采用独立控制扫、排气控制阀的方法，虽然可以得到各气口最佳配气正时，但是理想的方法是：使扫、排气控制阀具有一定的相信差，实现整体式控制，提到适当的气口配气正时，基本上同时满足各种特性要求。即在整个盍区域内不牺牲最大扭矩和最高功率的情况下，较完全地抑制新鲜空气的流失，便可大幅度地改善燃油经济性的排放，且可扩大发动机运转范围。
发动机在全负荷低速区域时，因为排气控制阀处于图4所示半开状态，所以提高以有效压缩比和膨胀比，且由于扫气控制阀控制，所以扫气气流流速高，在气缸内产生强烈紊流，有利于燃油的气化。
结果，二冲程发动机的燃油经济性大大地优于四冲程发动机的燃油经济性。
② 层状供给新鲜空气，可使火花塞附近经常有新鲜空气，多次试验证明着火率近于100%。
全球十大品牌化妆品在本发动机达到怠速或接近怠速状态时，如图6所示新鲜空气冲击导流凸块后，一方面减速，一方面沿气缸壁向火花塞方向层状给气，使其层状流流向远离排气口处，排气的涡旋作用可防止新鲜空气的流失。
结果，较完全正确地消除了不完全燃烧现象。
因为可以保证排气控制阀的最低开度，所以在这种状态下有效压缩比和膨胀比最大。
③ 二冲程发动机与四冲程发动机相比，CO排放量相等，NOx极少，HC排放量约是10倍，因此应专门开发净化HC的措施。
因为本发动机在全部运转范围内均可使扫、排气口配气正时最佳状态可变化，所以新鲜空气流失极少，容易用催化装置进行净化。
由于采用层状给气法，所以在怠速或接近怠速时的不完全燃烧区域，着火率近100%，只是HC排放量下降的幅度不大。这是由于在残留废气多的地方火焰面猝熄的结果。
本发动机虽然也不能例外，但是可用催化装置净化HC。二冲程发动机采用催化装置的困难，是高负荷时大量新鲜空气的流失，使催化剂过热。
因为本发动机可较完全地抑制新鲜空气的流失，所以这种问题很容易解决。
5.结束语
在不改动结构的情况下，二冲程发动机作为汽车发动机复活的可能性很小。
但是，日本要达到汽车技术非常严格的排气法规，需要经过一段时间，这一点对于二冲程发动机大概也是如此。
日本二冲程发动机已达到高水平，希望今后仍能够得到进一步开发。
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