攪拌車發(fā)動機結(jié)構(gòu)看最佳換檔

我們知道，空氣是有慣性的，在進氣門開啟的瞬間，空氣并不能0時差的迅速進入氣缸，他需要一個很短的反應(yīng)時間，所以，在設(shè)計攪拌車發(fā)動機的時候，就會在進入吸氣沖程之前（也就是活塞向下運行之前），提前打開進氣門，以抵消這個進氣時差，以獲得更充分的進氣。而在排氣階段，同樣原理，在攪拌車活塞排氣上升到頂部時，廢氣并沒有排到最大程度，由于慣性和速度的原因，廢氣排放的最大量時刻出現(xiàn)在活塞上升到頂部后的一個很短的時間里。為了更充分的排氣，需要讓排氣門在活塞到達頂點以后延遲一瞬間再關(guān)閉。這一個提前，一個推遲，必然有一個時間內(nèi)進氣門和排氣門是同時打開的，這種現(xiàn)象被稱作“氣門疊加角”。

　　攪拌車發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速和低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)的時候，對于疊加角的需求是不一樣的。低轉(zhuǎn)速時需要較大的疊加角，高轉(zhuǎn)速時需要較小的疊加角——沒有一種疊加角可以同時適合高低轉(zhuǎn)速。但是普通攪拌車發(fā)動機的氣門正時是不變的，也就是說，氣門疊加角是固定不變的。對于沒有特殊需求的攪拌車發(fā)動機（如賽車發(fā)動機會有意設(shè)計成適應(yīng)高轉(zhuǎn)速的較小的疊加角），氣門疊加角的設(shè)計往往取一個折中的值，在這個折中的轉(zhuǎn)速區(qū)域，疊加角是最合適的。有最合適就有不合適，這種固定不變的氣門疊加角在低轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)速時，攪拌車發(fā)動機的工作狀態(tài)都不是最佳的。這也就不難理解，為何低轉(zhuǎn)換檔難受了——沒有獲得最佳的氣門疊加角，攪拌車發(fā)動機工作狀態(tài)不佳，扭矩小，副作用大。前文說到的那位老司機也許不知道，他整天這樣開車，不但動力小，對發(fā)動機的損害也是很嚴(yán)重的。攪拌車發(fā)動機由于設(shè)計，刻意將攪拌車發(fā)動機的疊加角設(shè)計成偏高轉(zhuǎn)速需求的——因為幾乎所有的德國人開車都喜歡高轉(zhuǎn)速換檔。而這位老師傅正好相反，大多數(shù)時間讓這個可憐的高轉(zhuǎn)攪拌車發(fā)動機在最不適合它的低轉(zhuǎn)運行，這種滿足高轉(zhuǎn)需求的氣門疊加角設(shè)計讓它在低轉(zhuǎn)時運行十分的不健康。氣門的行程是由凸輪軸轉(zhuǎn)角的長度決定的，目前大多數(shù)攪拌車發(fā)動機的氣門行程都是不可變的。

　　氣門行程決定了每個氣門進氣的截面積，這個數(shù)值在攪拌車發(fā)動機高轉(zhuǎn)速和低轉(zhuǎn)速是需求也是不一樣的。當(dāng)攪拌車發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速是，需要比較長的氣門行程，以獲得較大的進氣截面積，從而提高高轉(zhuǎn)速時的進氣速度，提高功率的輸出；當(dāng)攪拌車發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速時，需要較短的氣門行程，以產(chǎn)生更大的進氣負(fù)壓和產(chǎn)生更多的進氣渦流，讓空氣于燃油更快更充分的混和，以獲得更大的扭力輸出。與氣門正時一樣，沒有一種固定的氣門行程可以同時照顧到高轉(zhuǎn)和低轉(zhuǎn)的，普通民用車一般也采用折中的辦法。這種折中帶來的結(jié)果就是，低轉(zhuǎn)速的時候氣門行程不夠小，不能獲得足夠的進氣負(fù)壓和渦流；高轉(zhuǎn)速的時候氣門行程又不夠大，不能充分的進氣。而攪拌車發(fā)動機的最佳工作狀態(tài)，就出現(xiàn)在這個折中的轉(zhuǎn)速區(qū)間。這樣，也就可以解釋為何要在最大扭力的轉(zhuǎn)速區(qū)域換攪拌車的檔了，道理與上文說到的可變正時類似。