〖2006-8-24〗〖转帖〗SAAB专有技术——SCC燃烧控制系统

断肠人

  对于国内大部分人来说，SAAB还是一个比较陌生的汽车品牌，但对于SAAB那个“贴地飞行”的广告语，相信很多人都不会陌生。SAAB这个来自瑞典的豪华汽车品牌，是由制造飞机演变到现在的。SAAB秉承了传统的斯堪的那维亚设计风格以及在飞机制造领域的广博经验，凭借得天独厚的航空技术和富于想象力的设计，创造出了具有卓越的安全性能与杰出的操控技术的轿车品牌。现在的SAAB属于通用这个世界汽车老大，借助通用的营销手段和品牌策略，已经使SAAB慢慢回到了豪华车的阵营。SAAB目前掌握了两项相当受到汽车工业界注目的动力技术，分别是SAAB可变压缩比发动机（SAAB Variable Compression ，SVC）及SAAB燃烧控制系统（SAAB Combustion Control System，SCC）。



    SAAB的SCC技术是与一家叫做Orbital的澳洲公司共同开发。Orbital这家公司虽然规模不大，但是在燃油直喷上面的技术基础却是相当的扎实，同时拥有二行程引擎与四行程引擎的燃油直喷技术，并在机车、船用机及维修市场上有若干程度的应用经验。

     SAAB燃烧控制系统的主要目的也在于同时兼顾环保与性能，这种技术将大量的燃烧废气保留在燃烧室内，以降低油耗与污染；油耗大概可以降低达百分之十，而污染可以达到将在2005年实施的ULEV2的标准。与现行的SAAB引擎比较，碳氢化合物与一氧化碳的排放量可以减半，氮氧化合物的排放量则可以降低百分之七十五。该系统单纯的用可变进排气门正时的方法来大量混入废气，以达到直喷引擎省油的目的并解决排污的问题。同时，为了顺利点燃混合了大量废气之后的混合气，又引入了可变火花塞间隙的技术。

     但是SAAB燃烧控制系统的实质就是一种直喷发动机，但是似乎不像其他的传统直喷发动机那么复杂。同时由于不是采用均匀燃烧或者分层燃烧等技术，减少了控制，在开发和制造上都就比较简单，开发成本也就自然下降了。同时，跟传统的直喷发动机相比，SAAB燃烧控制系统对燃油压力的要求不是很高，这就减少了这方面的能量损失，也降低了成本。

     SAAB燃烧控制系统由三个主要的技术主体所构成，分别是燃油缸内直喷、可变气门正时与可变火花塞间隙，其本质仍然是缸内直喷技术。与一般的燃油直喷技术相比较，不是采用其他的燃油直喷发动机以稀薄燃烧来节省燃油的技术，维持高的空燃比非常重要。对于SAAB燃烧控制系统三个主要的技术主体，SAAB给出了具体的说明：

     燃油缸内直喷：SAAB的发动机采用了一种特殊的喷嘴，这种特殊的喷嘴整合了一般燃油直喷所使用的喷嘴与火花塞。利用这个火花塞喷嘴，燃油经由压缩空气辅助，一起直接喷射进汽缸内，并在点火前的瞬间喷射出一股强烈的气流以增加汽缸内的紊流，提升燃烧的速度。

     可变气门正时：对进气和排气凸轮轴都使用了无段式可变气门正时机构，虽然目前该技术比较普遍，但是与其它发动机还是有区别。跟一般以吸进大量空气来作稀薄燃烧的传统直喷发动机相比，SAAB发动机排气门的延后关闭，可以在燃烧室里保留大量的燃烧废气，使得SAAB燃烧控制系统技术能够有一般直喷引擎的优点，却几乎在所有的运作状态下都维持着14.6的空燃比。整个汽缸内，用以燃烧的气体最多大概有百分之七十是特意保留未排出的废气。

     可变火花塞间隙：火花塞间隙在1mm到3.5mm之间变化，间隙的变化可以提高点火能量，这对于利用废气进行燃烧的SAAB发动机来说非常重要。在低负荷时，SAAB燃烧控制系统以类似传统火花塞的方式来点火，但是间隙很大，有3.5 mm之多。而在高负荷时，由于点火较慢，被压缩的气体密度较高，3.5 mm的间隙可能没办法让SAAB燃烧控制系统的火花塞喷嘴顺利点火，这时，活塞上面的一个小突起就代替了火花塞喷嘴上的地极，让火星在火花塞喷嘴的中央电极和这个小突起之间来发生。


从SAAB给出的工作流程图我们可以清楚地看出该发动机的工作过程：   

   


      图1. 爆发行程。
   
      图2. 排气行程开始。

      图3. 排气行程的最后阶段，活塞即将要到达上止点，此时进气门已经打开，排气门还未完全关闭，位在缸盖中央的火花塞喷嘴喷出燃油。燃油和废气混合在一起，然后进入到进气道和排气道中。



  
      图4. 进气行程刚开始，这个时候排气阀还没关闭，大量的废气混合着燃油从排气道被吸回汽缸里。

      图5. 进气行程持续，排气阀此时已经关闭，刚才流到进气道里的废气与燃油的混合气在这时候也被吸了回来。

     图6. 进气行程的末期，这时所有该吸进汽缸的废气和燃油都吸完了，新鲜的空气开始由进气道进入汽缸。当然，进气量不能太多，不能太少，只能吸进正好让空燃比维持在14.6的空气。
  



      图7. 压缩行程。在活塞运动到总行程一半的时候，火花塞喷嘴喷出一股空气，增加汽缸内混合气的紊流，以促成燃烧，并加快燃烧的速度。

     图8a. 爆发，这张图显示在低负荷，汽缸内有非常大量的废气的时候，火星是透过一个3.5mm大间隙的固定电极来跳火的状况。

     图8b. 这也是爆发，但是这张照片显示的是在高负荷时，因为点火较慢，汽缸内被压缩的气体密度较高，为了要确保火花能成功的发生，而改由间隙较小的活塞电极来产生。

yanyang001

有点明白了