可變壓縮比技術(shù)對(duì)汽油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響

提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率能夠有效減少污染氣體排放，改善汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比（CR）是提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率最有效的方法之一。但是，對(duì)于火花塞點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)（汽油機(jī)），其運(yùn)行在高負(fù)荷條件下時(shí)，較高的壓縮比可能造成爆震和點(diǎn)火延遲現(xiàn)象的產(chǎn)生。因而，將可變CR技術(shù)應(yīng)用在汽油機(jī)上可解決該問題?？勺僀R技術(shù)能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在低負(fù)荷條件時(shí)的壓縮比，而在高負(fù)荷條件下時(shí)降低壓縮比，實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)效率的提高。

通過試驗(yàn)分析可變CR技術(shù)對(duì)柴油機(jī)效率的影響。試驗(yàn)采用一臺(tái)缸內(nèi)直噴渦輪增壓汽油機(jī)，其CR為10∶1，通過對(duì)其連桿進(jìn)行改造可實(shí)現(xiàn)CR的可變。設(shè)定兩種不同的可變CR形式：兩級(jí)變化（CR在兩個(gè)取值之間變化）和連續(xù)可變（CR取值連續(xù)可變）。針對(duì)每種變化形式，進(jìn)行不同負(fù)荷（每種負(fù)荷包含的4個(gè)轉(zhuǎn)速分別為1000、1500、2000、2500r/min）下的燃燒試驗(yàn)，記錄缸內(nèi)平均有效壓力、缸內(nèi)峰值壓力、燃燒速率以及低轉(zhuǎn)速下的扭矩和高轉(zhuǎn)速下的功率。此外，分別在新歐洲駕駛循環(huán)（EPA）和美國高速公路駕駛循環(huán)（US06）兩種工況下測(cè)量汽油機(jī)的燃油消耗，以分析可變CR技術(shù)對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響。結(jié)果顯示：與CR為10∶1的情況下相比，采用可變CR技術(shù)后汽油機(jī)的各項(xiàng)性能均得到改善，尤其是低負(fù)荷下汽油機(jī)性能得到了顯著改善。在EPA工況下，兩級(jí)變化的CR能夠?qū)崿F(xiàn)2.5%～3.1%的燃油經(jīng)濟(jì)性改善，連續(xù)可變的CR能夠?qū)崿F(xiàn)2.7%～3.3%的燃油經(jīng)濟(jì)性改善。在US06工況下，兩級(jí)變化的CR能夠?qū)崿F(xiàn)0.8%～1.2%的燃油經(jīng)濟(jì)性改善，連續(xù)可變的CR能夠?qū)崿F(xiàn)1.7%～2.1%的燃油經(jīng)濟(jì)性改善。還可以看出，連續(xù)可變的CR技術(shù)對(duì)汽油機(jī)性能的改善高于兩級(jí)變化的CR技術(shù)。

Michael H. Shelby et al. SAE2017-01-0639.

編譯：王祥