針對發(fā)動機(jī)小型化、節(jié)能減排的趨勢及實現(xiàn)汽油機(jī)高熱效率的目標(biāo),在一臺3缸渦輪增壓直噴汽油機(jī)上綜合研究了壓縮比及廢氣再循環(huán)(EGR)技術(shù)對發(fā)動機(jī)燃燒和排放的影響。結(jié)果表明:提高壓縮比有助于改善汽油機(jī)中低負(fù)荷工況燃油經(jīng)濟(jì)性,但對于大負(fù)荷工況的改善效果不明顯,尤其對于外特性工況,由于爆震的限制,提高壓縮比會導(dǎo)致油耗明顯惡化。通過引入再循環(huán)廢氣,可優(yōu)化燃燒過程,抑制爆震的發(fā)生,中等轉(zhuǎn)速中等負(fù)荷工況下,引入20%EGR后可使燃油消耗率降低達(dá)6.9%,但對于轉(zhuǎn)速2 000 r/min,平均有效壓力0.2 MPa特征工況,油耗改善不明顯。綜合高壓縮比與EGR的作用后,可擴(kuò)大EGR的作用負(fù)荷工況范圍,進(jìn)一步改善燃油經(jīng)濟(jì)性。

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【部分圖文】：

圖1 試驗用發(fā)動機(jī)進(jìn)氣凸輪軸對比

試驗中發(fā)動機(jī)壓縮比的提升是通過增加活塞頂高度,即縮小活塞上止點(diǎn)位置時活塞頂距缸蓋的距離實現(xiàn)的。同時,為實現(xiàn)米勒循環(huán)燃燒,對奧托循環(huán)發(fā)動機(jī)進(jìn)氣凸輪軸進(jìn)行重新設(shè)計,通過減小進(jìn)氣凸輪包角并配合降低氣門升程實現(xiàn)進(jìn)氣門提前關(guān)閉,形成米勒(EIVC)效應(yīng)。試驗中所選凸輪軸方案見圖1。試驗臺架....

圖2 試驗工況的選取

選取發(fā)動機(jī)典型的特征工況點(diǎn),針對EGR及壓縮比對發(fā)動機(jī)燃燒及排放的影響開展試驗研究,試驗工況點(diǎn)選取見圖2。試驗過程中點(diǎn)火角均設(shè)定在MBT位置,同時對于不同負(fù)荷工況,均通過調(diào)節(jié)配氣相位以達(dá)到對應(yīng)最優(yōu)油耗水平。對于渦輪增壓汽油機(jī),EGR的引入必然會帶來增壓器工作效率的變化,針對EGR....

圖4 不同壓縮比下燃油消耗率及泵氣損失特性

圖4示出不同壓縮比下燃油消耗率及泵氣損失特性對比。由圖可知,增大壓縮比有助于改善中、低負(fù)荷工況下的燃油消耗率,但對于高負(fù)荷工況改善效果有所減弱。中等以下負(fù)荷工況,通過提高壓縮比,泵氣損失均有不同程度改善,且平均有效壓力0.8MPa附近改善效果更為明顯,但隨負(fù)荷繼續(xù)升高,泵氣損失....

圖3 發(fā)動機(jī)壓縮比對燃燒特征參數(shù)的影響

圖3示出發(fā)動機(jī)在中等轉(zhuǎn)速(3000r/min)不同負(fù)荷工況條件下,壓縮比對發(fā)動機(jī)燃燒特征參數(shù)的影響規(guī)律。從圖3中可以看出,發(fā)動機(jī)中等轉(zhuǎn)速條件下,壓縮比對發(fā)動機(jī)不同負(fù)荷工況燃燒過程的影響存在顯著差異。主要原因在于,壓縮比的提升可有效提高壓縮沖程末期缸內(nèi)溫度及壓力,燃料與空氣所形....

本文編號：4057081