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雙缸渦輪增壓概念汽油機(jī)燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為解決因小型燃燒室布置方案帶來的熱動(dòng)力不足的問題，以及盡可能地降低每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)，Weber Motor GmbH和Robert Bosch GmbH設(shè)計(jì)了一個(gè)用于研究的雙缸渦輪增壓概念汽油機(jī)。由于該汽油機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)，因此可以對(duì)其不同的布置方案進(jìn)行驗(yàn)證和評(píng)估。

分析汽油缸內(nèi)直噴、汽油進(jìn)氣道噴油、壓縮天然氣進(jìn)氣這3種燃燒系統(tǒng)對(duì)雙缸渦輪增壓概念汽油機(jī)性能的影響，并據(jù)此對(duì)3種系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證，包括穩(wěn)態(tài)工況下的最大扭矩和排放、瞬態(tài)工況下關(guān)鍵駕駛性能，以及兩種循環(huán)工況下的燃油消耗。具體試驗(yàn)方法為：①在測(cè)試臺(tái)上對(duì)采用不同渦輪增壓器的雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)試，尤其是針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速扭矩和瞬態(tài)行為，以尋找最佳匹配方案；②給該汽油機(jī)配備上述3種不同的燃燒系統(tǒng)，采用標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試設(shè)備對(duì)其進(jìn)行測(cè)試（包括高壓和低壓特征），并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速扭矩和瞬態(tài)行為下的基本概念進(jìn)行了評(píng)估，同時(shí)定義了一套測(cè)量方法和關(guān)鍵性能參數(shù)；③采用循環(huán)行駛工況仿真，評(píng)估了不同燃燒系統(tǒng)對(duì)燃油消耗和CO2排放量的影響。重點(diǎn)關(guān)注和討論了各個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)和面臨的困難。

研究表明，該汽油機(jī)燃燒系統(tǒng)較其它系統(tǒng)具有顯著優(yōu)勢(shì)，該系統(tǒng)能夠在低轉(zhuǎn)速扭矩時(shí)順利清除廢氣，使得駕駛性能得到顯著提高，甚至可以媲美較大排量的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)。因此，該汽油機(jī)在保證同等駕駛性能的前提下可使燃油消耗量下降25%，并使發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸縮小50%。

Alexander Eichhorn et al. SAE 2013-01-1730.

編譯：張永赫