摘要：由发动机原理可知，在一定范围内增大压缩比，可以提高发动机有效热效率气相位角，可提高充气效率，进而达到提升发动机性能的目的。基于这一思想压缩比和改变配气相位角这两种方案在发动机性能优化过程中的应用进行探讨。

    1 概述
    在提倡能源节约与环境保护的背景下，提高能源利用率是节约能源的一项重要举措。对摩托车发动机而言，提升发动机的动力性，降低油耗率，降低有害气体排放量，是对能源充分利用的具体表现。
    现对公司一款125 mL排量发动机性能进行优化，目的是要提升发动机的中低速性能，并对高速不产生很大影响。发动机基本参数如表1所示。

    为了达到优化该发动机的目的，首先从原理上分析。从发动机原理来讲，影响发动机性能主要因素可以归纳为3大效率，分别为充气效率、有效热效率和机械效率。所以要实现对当前发动机性能提升的目的，可从这3个方向进行考虑。一般提高发动机充气效率的措施有：1）减小进气系统的阻力，以提高进气终了压力；2）合理匹配配气相位，优化有效容积比；3）减小排气系统阻力，降低残余废气系数；4）减小进气加热，降低进气终了温度等。具体对应到发动机零部件时，可以考虑空滤器、化油器、进气管、进排气道、凸轮轴等部件是否有优化空间。提高发动机有效热效率的措施有：1）燃烧室形状优化设计；2）适当提高压缩比；3）调整各工况下空燃比；4）优化点火角度，提高燃烧的及时性等；同样对应到发动机零部件时，可以考虑燃烧室形状、压缩比、燃烧室密封性能、点火角度特性等是否有优化空间。提高发动机机械效率的措施。1）轻量化设计，降低发动机自身零部件的功率消耗；2）提高各摩擦副表面润滑效果；3）保证润滑油良好冷却；4）降低发动机附件功率消耗等。对应到发动机零部件时，可以考虑运动件轻量化设计、各油路油压油量分配、冷却效果、凤扇等方面是否有进一步提升空间。
    结合成品发动机实际现状、研发成本、研发周期等因素，将考虑采取两种措施来优化该发动机中低速性能：1）提高压缩比来提升发动机整体性能，从而使发动机中低速性能也得到提升；2）通过改变配气相位角，提升中低速性能。

    2 增大压缩比改善发动机性能

    增大压缩比可以提高有效热效率，以达到提升发动机性能的目的。在不改变发动机排量的情况下，减小燃烧室容积可以提高压缩比。当前该款发动机实际压缩比为9.5，为了减少设计成本，决定通过调整气缸高度来调整压缩比。经过计算确定了压缩比为10.0和10.5时对应的气缸高度，并让生产厂家在原气缸毛坯上加工成样件，分别对样件进行外特性试验。试验结果如图1功率对比、图2转矩对比、图3燃油消耗率对比、图4缸头温度对比、图5机油温度对比。

[1] [2]  下一页