小排量化直喷式汽油机涡轮增压概念讲述.pdf

维普资讯 2006年第2期 国 外 内 燃 机 增压器与增压技术 小排量化直喷式汽油机涡轮增压概念 【英】 LakeT StokesJ MurphyR等 摘要：减小发动机工作客积 (所谓 “小排量化”)为符合未来更为严格的全公司平均燃油经济性 (CAFE)标准及 欧洲调低的车辆 CO 排放限值提供 了潜力。汽油机小排量化的一个关键挑战是在不 牺牲燃油经济性的前提下控制辛烷值需求。已在涡轮增压直喷式汽油机上研究了5种可供选择的方 法：(1)降低压缩比(CR)的传统化学计量比运行；(2)在保持高压缩比的同时，全负荷时采用稀气增压 直喷(LBDI)的稀混合气运行 以控制辛烷值需求；(3)采用冷却EGR稀释的EGR增压 ，而不是过量空 气来控制辛烷值需求；(4)采用气门正时对策的米勒循环概念 以降低高负荷时的有效压缩比；(5)两次 喷射对策以控制辛烷值需求。采用发动机性能和车辆模拟软件时每种方法进行 了研究。试验研究在 一 台1．125L直列3缸机上进行 。应用安装在 FordFocusC级车上的多缸机对最有希望的概念—— LBDI进行 了进一步研发 关键词：小排量化 直喷式汽油机 涡轮增压 稀薄燃烧 l 前言 多缸涡轮增压直喷式汽油机上进行了试验研究，且 稀气增压直喷概念 在 C级车辆上得到进一步的研 汽油机的研发重点正在逐步转移。降低汽油机 发。如图2所示，C级车辆或低一中型分类轿车(装 的排放污染物早就得到控制，现在的注意力已断然 有工作容积范围为 1．5～2．0I的自然吸气式发动 集中在温室气体二氧化碳上。欧洲的研究机构和立 机)具有影响欧洲车队CO 排放的巨大潜力 。 法机关已提出倡议和 目标，其中最重要的是2008年 的欧洲汽车制造商协会 (ACEA)协议_1]。这些 目标 35 拟定了下一个 2O年 内减少车辆C0 排放的蓝图(图 1)。作为回应，已开发和应用了一系列新技术，最值 得注意的是废气再循环 (EGR)、可变配气机构和直 摇 l5 接喷射 。除了基本发动机和车辆设计得到逐步改善 外，这些技术的采用 已能真正降低行驶循环的CO 基本型 小型 低一 高一 准公公务型豪华型 中型 中型 务型 排放 图2 西欧乘用车按车型的销售量 警 、 欧洲汽# 、 U堵阋 会· 德国环境 未来车辆广泛采用小排量化发动机存在许多障 欧洲 保护部fUBA1 碍 。首先涉及到涡轮增压发动机的车辆行驶特性 。 瘴围夺 {藉害B 像涡轮增压柴油机那样，它们可能会降低低速扭矩 lm行CO数据 2[】I 英国汽车瑚篮 和减缓瞬态响应性，尽管如此，如果能获得高扭矩水 气油军 1 计划小组 平，那么扭矩输出型仍具有市场需求。某些用户可 ． 署森油 }一 发现急升扭矩曲线 的 “Fun2drive”这种特性 ，且这 种特性 已在欧洲柴油机 以及所谓 “小压力涡轮”汽