中小型乘用車的2沖程汽油機

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中小型乘用車的2沖程汽油機

在所有的往復式內(nèi)燃機中，2沖程汽油機可以達到最高的比功率，這使其自然成為實現(xiàn)發(fā)動機小型化和發(fā)動機降速的一個推動因素。此外，多缸2沖程發(fā)動機對電動增壓器來說是一種理想的搭配。本文通過CFD-1d模擬和試驗假設對獲得旋轉閥專利的3缸、1.0L、汽油直噴2沖程渦輪增壓發(fā)動機進行優(yōu)化。

4沖程發(fā)動機的潤滑系統(tǒng)都是相同的。增壓系統(tǒng)是由渦輪增壓器和電動壓縮機串接。為滿足符合標準的汽車12V電力系統(tǒng)，電動壓縮機的功率應小于2kW。在滿載荷時，所設計的發(fā)動機能夠很容易在4500r/min時功率達到95kW，在1500r/min時轉矩達到210N·m，并在任何操作條件下都能實現(xiàn)節(jié)約燃油的目的。相比具有相同排量和最大功率的4沖程直噴發(fā)動機，2沖程發(fā)動機具有更高的扭矩值（平均約高25%），并降低燃油消耗率（約10%）。對于任意給定的扭矩值，制動平均有效壓力為輸入扭矩的1/2。因此，在減輕質量、節(jié)省成本以及用于改善NVH性能方面具有重要優(yōu)勢。

在部分載荷時，2沖程汽油機可以在再生制動時進一步降低燃油消耗，因為再生制動能量可用以驅動電動壓縮機，在轉速4250r/min、扭矩120N·m時的燃油消耗達到最佳（為211g/kW·h）。在低載荷和低速時，2沖程汽油機也會有優(yōu)異的燃油效率，而4沖程發(fā)動機在此工況下經(jīng)常會受高泵吸效應和摩擦損失影響而降低燃油效率。2沖程發(fā)動機的主要缺點是具有復雜的后處理系統(tǒng)和在部分載荷條件下為實現(xiàn)正常的高效燃燒分層充氣所需要的復雜的噴射校準系統(tǒng)。

研究了一種2沖程發(fā)動機原型，需要做進一步的研究，如基于CFD-3d仿真對掃氣和燃燒系統(tǒng)進行優(yōu)化，選擇最合適的物理組件（噴射器、渦輪增壓器、送風機和電器零件等），并依據(jù)所選車輛、駕駛周期等確定控制策略。

Enrico Mattarelli et al. SAE 2015-01-1284.

編譯：牛妍妍