基于阿特金森循环1.8L 直列四缸汽油机性能开发

郭平，李红洲，朱小春，葛峰，吴建财

（宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司，浙江 宁波 315336）

前言

随着燃油经济性和排放法规的日趋严格，传统自然吸气发动机已经越来越无法满足整车匹配的要求。匹配混合动力和较高的热效率、低油耗率成为新的目标。现以4G18 发动机为基础机型，对原有机型的相关零部件进行优化和开发。部分工况采用阿特金森循环，开发出了一款更高热效率和性价比的自然吸气发动机，整机热效率目标达到40%，满足2020 年后的油耗指标。

1 主要技术特征

该1.8L 自然吸气发动机以现有1.8L 自然吸气为基础，缸径77.8mm，直列四缸，主要参数如下：额定功率88kW@ 6000、最大扭矩152N·m、低速扭矩130N·m、最低油耗211g/kWh、高程径比1.22、高滚流比2.8、高压缩比13.7、EGR、阿特金森循环、进气凸轮轴包角250°。

1.1 燃烧系统

燃烧系统的开发对整个发动机的性能开发、油耗和排放都起到至关重要的作用。为降低油耗，采用了高压缩比设计，对于提升压缩比，可能会带来爆震加剧，在设计仿真分析阶段，采用阿特金森循环提高膨胀比，充分利用膨胀功，降低泵气损失，提高部分负荷下的燃烧热效率，再通过气道双喷高滚流的方式，在提高进气效率和燃油雾化性能的前提下，高负荷可以实现开阀晚喷模式，进一步降低爆震倾向，故压缩比提高对缸内效率提升范围可以进一步扩大。

图1 整机图

在气道设计上，为了达到高热效率 40%，气道平均滚流比目标要达到2.8～3.3。对气道的滾流比和流量系数进行CFD 仿真分析。

图2 气道设计