热效率超过42的高效率汽油发动机的开发

摘要

汽油发动机的最大热效率正在逐步提升,目前已经有机型达到了40%。研究了热效率超过40%的汽油发动机提升潜力。首先评估了影响热效率的发动机参数,随后对其进行优化。对压缩比、滚流比、双火花塞结构、废气再循环率、进/排气凸轮相位持续角和零部件摩擦这些参数进行了试验研究。根据试验结果讨论了每个参数对燃油消耗的改善效果。作为发动机优化步骤的一部分,试验中发现压缩比设定为14时,在最佳区域附近无爆燃和燃烧相位推迟,此时具有最优的燃油消耗。为了降低爆燃倾向,采用了高度废气稀释燃烧技术,废气循环率高达35%。为了在高度废气稀释燃烧工况下加快燃烧速度、增强燃烧稳定性,采用了双火花塞和高滚流气流技术。为了降低爆燃倾向和高负荷工况下的排气脉冲作用,采用了进气门晚关策略的凸轮型线设计。新开发的直列4缸自然吸气汽油发动机样机采用上述的优化措施后,化学计量空燃比工况下制动(有效)热效率达到了42.2%。