发动机单双火花塞点火性能对比研究*黄永生1，2陈明飞1力2侯建军2李强1张(1－装甲兵技术学院车辆工程系吉林长春1301172－重庆大学机械工程学院)摘要:在一台传统的四冲程摩托车发动机上进行了单火花塞和双火花塞点火性能的试验研究，通过对两种点火情况下压力传感器采集的气缸燃烧压力信号的比较分析。结果表明，采用双火花塞点火不但有利于发动机动力性能的提高，而且使发动机的循环变动率大大降低，明显改善了发动机的性能。关键词:双点火发动机中图分类号:TK411．24循环变动动力性爆震文献标识码:A文章编号:1671－0630(2011)03－0023－04StudiesaboutPerformanceofSingleandDualSparkPlugIgnitiononanICEChenMingfei1，HuangYongsheng1，2，ZhangLi2，HouJianjun2，LiQiang11－InstituteofArmoredTechnology(Changchun，Jilin，130117，China)Abstract:Combustionexperimentsstudiesaboutperformanceofsinglesparkpluganddualsparkplugwereconductedonaconventionalfour-strokemotorcycleengine．Bycomparingandanalyzingthecombustionpressuresignalsgatheredbycylinderpressuresensorintwocases，theresultsshowthatthedual-sparkplugignitionnotonlyhelpstoimprovethedynamicperformanceoftheengine，butalsoreducecyclicalvariationobviously．Keywords:Dualsparkplug，ICengine，Cyclicalvariation，Dynamic引言传统的四冲程摩托车发动机燃烧室受气门布置的限制，火花塞多是偏到燃烧室的侧边，原始火核的位置不在燃烧室中间。点火后，火焰传播到燃烧室边缘的时间长短不一，不少油汽是在点火燃烧过程的后期才被引燃，导致发动机做功力点分散，燃油根本无法完全燃烧，严重影响了燃烧效果和做功效率［1］，发动机的动力性得不到充分发挥［2］。针对上述问题，本研究进行了单双火花塞点火时发动机性能对比的试验性研究。采用的双火花塞［3］点火系统是在半球形燃烧室两侧对称地布置两个同型号的火花塞，这两个火花塞与燃烧室中心的距离相等［4］，利用同一个点火控制器，在同一台四冲程摩托车发动机上分别进行了单火花塞和双火花塞点火性能的试验研究，然后通过对两种点火情况下气缸压力传感器采集到的气缸燃烧压力信号的比较，最终得出结论。1试验样机基本参数及试验方案本试验采用的试验样机是一台四冲程强制风冷、缸径为58．8mm、冲程为49mm、连杆为101．6mm、压缩比为9．2的摩托车发动机。采用Kistler6125B01压电式晶体压力传感器测量缸内瞬态压力，缸内瞬时压力信号经过5011B型电荷放大器送入DEWTRN－2010数据采集与分析系统。曲轴转角信号发生器Kistler2613B输出的曲轴转角信号数据也被同步输入DEWTRN－*基金项目:国家科技攻关计划(2004BA434C)小型内燃机与摩托车第40卷24机转速范围为4000～6000r·min－1。曲轴转角的取样分辨率为0．2℃A曲轴转角。将压缩冲程上止点对应的曲轴转角标定为0°CA;进气、压缩冲程曲轴转角为负;燃烧膨胀做功和排气冲程曲轴转角为正。对每个工况采集了120个循环数据;同时还监测并记录了发动机功率、扭矩及缸温等反映发动机运行状态的数据［5～6］。降，循环热效率下降，散热损失增加。单火花塞点火时，一般希望气缸最高压力出现在上止点后10～15试验结果及分析首先使用单火花塞点火，测得发动机气缸压力数据;再采用与原单火花塞相同点火相位的双火花塞进行点火试验，测得发动机气缸压力数据，然后进行比较。2图3最大缸压点位置的均值动力性分析图1是各转速下120个循环的气缸最高压力的平均值，图2是4000r·min－1左右时，缸压传感器所采集的120个循环的气缸压力的平均值。图中数据反映出采用双火花塞点火时，气缸内的最高压力要比采用单火花塞时高出1MPa左右，其循环热效率和循环功一般要更高。2．1图4各循环最大缸压点位置图5表征的是4000r·min－1左右时120个循环气缸的瞬时压力升高率的平均值。采用双火花塞点火时，其瞬时压力升高率要高出单火花塞点火时很多。一般压力升高率越高，则燃烧的等容度越高，对发动机的动力性和经济性的提高是有利的。图1气缸最高压力均值图5瞬时压力升高率均值图6和图7两图分别是4000r·min－1左右时，120图2气...