排气早开角对低散热Atkinson循环汽油机能量分配的影响

刘阳，何义团，韩翠杰，袁晨恒

(重庆交通大学交通运输学院，重庆 400074)

传统汽油机的缸内工作过程接近奥托(Otto)循环，现在的汽油机虽然大都配有先进的技术，但其热效率仍较低，能量分配不理想——有效功、散热损失、排气能量各约占1/3[1]。阿特金森(Atkinson)循环通过可变配气正时技术，使发动机实际压缩比小于膨胀比，即一方面可使发动机做功行程相对变长，另一方面可以增大几何压缩比来提高发动机的热效率，同时还能减小爆燃倾向[2]。Atkinson 循环在混合动力和传统发动机汽车上已得到较为广泛的研究[3-6]。低散热发动机通过在活塞顶面、气缸盖、缸套等处喷涂隔热材料以降低发动机工作时的散热能量，从而提高发动机热效率[7]。因此，一直有学者通过试验或仿真对低散热发动机缸内的油气混合、燃烧、传热等性能进行研究与讨论[8-10]。

低散热汽油机的散热损失较少，若与做功行程相对较长的Atkinson循环结合，具有提高汽油机热效率、优化汽油机能量分配特性的潜力。排气早开角(θEVO)对发动机的膨胀损失和泵气损失影响较大，本研究基于某增压汽油机的结构参数，建立一维仿真模型，增大进气晚关角实现Atkinson循环，设计多组凸轮型线以获得多组排气早开角，改变传热条件以实现缸内的低散热，探究不同θEVO对低散热Atkinson循环增压汽油机能量分配的影响。

1 模型的建立与验证

某4缸增压汽油机的结构参数见表1。

表1 发动机主要技术参数

利用GT-Power建立的整机仿真模型见图1，主要包括进排气系统、喷油器、气缸、进排气门、曲轴箱、增压器等部分。……