雙缸渦輪增壓概念汽油機燃燒系統(tǒng)設(shè)計

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雙缸渦輪增壓概念汽油機燃燒系統(tǒng)設(shè)計

為解決因小型燃燒室布置方案帶來的熱動力不足的問題，以及盡可能地降低每個發(fā)動機的氣缸數(shù)，Weber Motor GmbH和Robert Bosch GmbH設(shè)計了一個用于研究的雙缸渦輪增壓概念汽油機。由于該汽油機采用模塊化設(shè)計，因此可以對其不同的布置方案進行驗證和評估。

分析汽油缸內(nèi)直噴、汽油進氣道噴油、壓縮天然氣進氣這3種燃燒系統(tǒng)對雙缸渦輪增壓概念汽油機性能的影響，并據(jù)此對3種系統(tǒng)進行了驗證，包括穩(wěn)態(tài)工況下的最大扭矩和排放、瞬態(tài)工況下關(guān)鍵駕駛性能，以及兩種循環(huán)工況下的燃油消耗。具體試驗方法為：①在測試臺上對采用不同渦輪增壓器的雙缸發(fā)動機進行測試，尤其是針對發(fā)動機低轉(zhuǎn)速扭矩和瞬態(tài)行為，以尋找最佳匹配方案；②給該汽油機配備上述3種不同的燃燒系統(tǒng)，采用標(biāo)準(zhǔn)的測試設(shè)備對其進行測試（包括高壓和低壓特征），并對發(fā)動機低轉(zhuǎn)速扭矩和瞬態(tài)行為下的基本概念進行了評估，同時定義了一套測量方法和關(guān)鍵性能參數(shù)；③采用循環(huán)行駛工況仿真，評估了不同燃燒系統(tǒng)對燃油消耗和CO2排放量的影響。重點關(guān)注和討論了各個系統(tǒng)的優(yōu)勢和面臨的困難。

研究表明，該汽油機燃燒系統(tǒng)較其它系統(tǒng)具有顯著優(yōu)勢，該系統(tǒng)能夠在低轉(zhuǎn)速扭矩時順利清除廢氣，使得駕駛性能得到顯著提高，甚至可以媲美較大排量的自然吸氣發(fā)動機。因此，該汽油機在保證同等駕駛性能的前提下可使燃油消耗量下降25%，并使發(fā)動機尺寸縮小50%。

Alexander Eichhorn et al. SAE 2013-01-1730.

編譯：張永赫