氣缸鈍化和可變氣門驅(qū)動對汽油機(jī)性能的影響

汽油機(jī)的排放主要分為兩個主要類別：氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）和碳?xì)浠衔铮℉C）；二氧化碳（CO2）等溫室氣體（GHG）的排放。調(diào)查表明，92%的消費者認(rèn)為燃油消耗率是最重要的購買標(biāo)準(zhǔn)。而日益嚴(yán)格的排放法規(guī)對汽油機(jī)的燃料消耗和廢氣排放提出更高要求，進(jìn)而促使更多新型開發(fā)技術(shù)的出現(xiàn)，如氣缸鈍化技術(shù)（CDA）和可變氣門驅(qū)動技術(shù)（VVA）。這些新興技術(shù)可以改善發(fā)動機(jī)的部分負(fù)荷效率。當(dāng)承受部分負(fù)荷時，CDA通過關(guān)閉進(jìn)氣門和排氣門，切斷燃料供應(yīng)，進(jìn)而選定工作氣缸數(shù)。VVA通過改變氣門開和關(guān)的次序及最大氣門升程，使氣缸氣體交換過程達(dá)到發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的最優(yōu)化。重點研究了上述兩種集成技術(shù)對汽油機(jī)部分負(fù)荷條件性能的影響。

研究中對一個1.6L直列式4缸汽油機(jī)進(jìn)行了仿真，通過對仿真數(shù)據(jù)分析得出燃油消耗、CO2排放以及NOx排放的改善效果。研究表明，轉(zhuǎn)速范圍為1000～3500r/min，負(fù)荷率為12.5%的工況下，通過CDA和VVA技術(shù)可以使燃油消耗率比普通發(fā)動機(jī)降低10%～20%。研究表明，CO2排放濃度最高是在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為4000r/min時發(fā)生，NOx濃度最高發(fā)生在相同的負(fù)荷且轉(zhuǎn)速為1000r/min的情況。仿真結(jié)果表明，CDA和VVA可以明顯地改善汽油機(jī)的排放性能。CDA與VVA技術(shù)集成的汽油機(jī)在追求高效和環(huán)境友好的能源轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域顯示出了巨大的潛力。

Chavithra Kuruppu and Apostolos Pesiridis.SAE 2014-01-1170.

編譯：張玉倫