中小型乘用车的2冲程汽油机

在所有的往复式内燃机中，2冲程汽油机可以达到最高的比功率，这使其自然成为实现发动机小型化和发动机降速的一个推动因素。此外，多缸2冲程发动机对电动增压器来说是一种理想的搭配。本文通过CFD-1d模拟和试验假设对获得旋转阀专利的3缸、1.0L、汽油直喷2冲程涡轮增压发动机进行优化。

4冲程发动机的润滑系统都是相同的。增压系统是由涡轮增压器和电动压缩机串接。为满足符合标准的汽车12V电力系统，电动压缩机的功率应小于2kW。在满载荷时，所设计的发动机能够很容易在4500r/min时功率达到95kW，在1500r/min时转矩达到210N·m，并在任何操作条件下都能实现节约燃油的目的。相比具有相同排量和最大功率的4冲程直喷发动机，2冲程发动机具有更高的扭矩值（平均约高25%），并降低燃油消耗率（约10%）。对于任意给定的扭矩值，制动平均有效压力为输入扭矩的1/2。因此，在减轻质量、节省成本以及用于改善NVH性能方面具有重要优势。

在部分载荷时，2冲程汽油机可以在再生制动时进一步降低燃油消耗，因为再生制动能量可用以驱动电动压缩机，在转速4250r/min、扭矩120N·m时的燃油消耗达到最佳（为211g/kW·h）。在低载荷和低速时，2冲程汽油机也会有优异的燃油效率，而4冲程发动机在此工况下经常会受高泵吸效应和摩擦损失影响而降低燃油效率。2冲程发动机的主要缺点是具有复杂的后处理系统和在部分载荷条件下为实现正常的高效燃烧分层充气所需要的复杂的喷射校准系统。

研究了一种2冲程发动机原型，需要做进一步的研究，如基于CFD-3d仿真对扫气和燃烧系统进行优化，选择最合适的物理组件（喷射器、涡轮增压器、送风机和电器零件等），并依据所选车辆、驾驶周期等确定控制策略。

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

编译：牛妍妍