米勒循环对增压直喷汽油机燃烧性能影响的模拟研究
2021-12-29张国刚王斌
车用发动机 2021年6期
张国刚,王斌
(1.天津中德应用技术大学基础实验实训中心,天津 300350; 2.天津大学机械工程学院,天津 300072)
改善汽油机的燃油经济性是降低车辆CO2排放,满足油耗法规的关键手段[1]。在城市工况条件下运行时(2 000~3 000 r/min,中低负荷),传统的奥托循环汽油机具有较大的泵气损失而造成较高的燃油消耗。近年来降低汽油机油耗的方案主要可分为两类:一是自然吸气发动机利用高压缩比在额定功率下实现低油耗,二是高增压、小型化发动机在部分负荷下实现低油耗[2]。因此,如果将高压缩比与小型化增压相结合,就能够在不损害满负载性能的情况下获得两种方案的效率优势。
然而,这种方法会增加发动机的爆震趋势。要解决这个问题,常见的方法是推迟点火提前角,另一种简单的方法是直接降低发动机的几何压缩比。但是这些策略或结构的改变会使得发动机难以达到最佳的热效率,这反过来又牺牲了发动机的燃油经济性[3]。
米勒循环广泛应用在混合动力汽车中,用于提高汽油发动机的热效率。在米勒循环中,进气门提前或者延迟关闭,这会使膨胀比大于实际压缩比,从而减少压缩功,提高热效率,降低燃油消耗率。李铁等[4]比较了进气门早关的米勒循环策略(EIVC)和进气门晚关的米勒循环策略(LIVC)对不同负荷下增压直喷汽油机燃油经济性的影响。结果表明,在高负荷工况下,采用LIVC策略结合12的压缩比可将原机(压缩比为9.3)的燃油消耗率降低4.7%。这主要是由于LIVC策略拥有优良的燃烧相位和较低的泵气损失压力。……
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