可变压缩比技术对汽油机燃油经济性的影响

可变压缩比技术对汽油机燃油经济性的影响

提高发动机效率能够有效减少污染气体排放，改善汽车的燃油经济性。提高发动机的压缩比（CR）是提高发动机效率最有效的方法之一。但是，对于火花塞点火式发动机（汽油机），其运行在高负荷条件下时，较高的压缩比可能造成爆震和点火延迟现象的产生。因而，将可变CR技术应用在汽油机上可解决该问题。可变CR技术能够提高发动机运行在低负荷条件时的压缩比，而在高负荷条件下时降低压缩比，实现汽油机效率的提高。

通过试验分析可变CR技术对柴油机效率的影响。试验采用一台缸内直喷涡轮增压汽油机，其CR为10∶1，通过对其连杆进行改造可实现CR的可变。设定两种不同的可变CR形式：两级变化（CR在两个取值之间变化）和连续可变（CR取值连续可变）。针对每种变化形式，进行不同负荷（每种负荷包含的4个转速分别为1000、1500、2000、2500r/min）下的燃烧试验，记录缸内平均有效压力、缸内峰值压力、燃烧速率以及低转速下的扭矩和高转速下的功率。此外，分别在新欧洲驾驶循环（EPA）和美国高速公路驾驶循环（US06）两种工况下测量汽油机的燃油消耗，以分析可变CR技术对燃油经济性的影响。结果显示：与CR为10∶1的情况下相比，采用可变CR技术后汽油机的各项性能均得到改善，尤其是低负荷下汽油机性能得到了显著改善。在EPA工况下，两级变化的CR能够实现2.5%～3.1%的燃油经济性改善，连续可变的CR能够实现2.7%～3.3%的燃油经济性改善。在US06工况下，两级变化的CR能够实现0.8%～1.2%的燃油经济性改善，连续可变的CR能够实现1.7%～2.1%的燃油经济性改善。还可以看出，连续可变的CR技术对汽油机性能的改善高于两级变化的CR技术。

Michael H. Shelby et al. SAE2017-01-0639.

编译：王祥