稀薄燃烧结合高能点火对高压缩比汽油机小负荷工况燃油经济性的影响
2021-08-24朱登豪李理光
燃烧科学与技术 2021年4期
关键词:发动机
朱登豪,邓 俊,李理光
(同济大学汽车学院,上海 201804)
根据世界汽车工业协会的统计,道路交通的碳排放占到了人类活动碳排放的15.9%[1].为了实现2030年前碳达峰和2060 年前碳中和目标,降低道路交通的碳排放是重要一环,这迫使汽车油耗法规日趋严苛.根据节能与新能源汽车技术路线图2.0 规划,2030 年和2035 年传统能源乘用车的油耗目标值分别为4.8 L/100 km 和4 L/100 km[2].另一方面,根据中国汽车工业协会预测,到2030 年乘用车中汽油动力总占比仍高达70%,因此提升汽油机的效率是实现道路交通节能减排的重中之重[3].
目前通过各种先进技术的叠加,在实验室范围内汽油机的最高指示热效率已经达到了56%[4],这足以和柴油机的效率相媲美,但是如此高的热效率只是一个点工况,而对于汽油机的实际应用而言,不仅需要追求最高热效率,更希望高效工作区的覆盖面积增大.发动机的小负荷工况由于泵气损失较大,一直都是汽油机燃油经济性较差的区域,本文重点针对这一区域的燃油经济性改善开展研究.
根据热力学定律可知,提高压缩比是提高汽油机热效率的有效手段,这也是汽油机发展的趋势[5].另外,稀薄燃烧是降低泵气损失和减小传热损失的有效途径,但是稀薄燃烧也会带来着火困难、火焰传播速度减慢等问题,在目前传统的点火系统下,稀燃极限的拓展由于点火能量太低而受到限制,从而限制了发动机效率的进一步提升,这就需要高能点火系统与稀薄燃……
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