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可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)

可變壓縮比（VCR）技術(shù)一直被認(rèn)為是提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能、效率，改善燃油經(jīng)濟(jì)性與減少排放的有效方法。VCR發(fā)動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)是根據(jù)車輛所需的性能，通過(guò)改變?nèi)紵胰莘e，使發(fā)動(dòng)機(jī)可以在不同的壓縮比下運(yùn)行。基于以前的研究及其相應(yīng)的商業(yè)應(yīng)用，提出了獨(dú)特的幾何方法和解決方案，實(shí)現(xiàn)了將VCR技術(shù)應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)。

減少汽車燃料消耗和CO2排放是全世界面臨的問(wèn)題，因此需要汽車發(fā)動(dòng)機(jī)引進(jìn)各種新技術(shù)實(shí)現(xiàn)VCR。VCR技術(shù)可提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能、效率和減少排放，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)小型化的關(guān)鍵技術(shù)。該研究基于固定的CR發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門全開（WOT）和部分油門開起，尋找一種可行的VCR技術(shù)。在低功率工況下，VCR發(fā)動(dòng)機(jī)可在更高的壓縮比下工作，以達(dá)到較高的燃油效率；而發(fā)動(dòng)機(jī)在高功率水平工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)在低壓縮比下工作，可以防止爆震。最佳壓縮比是由一個(gè)或多個(gè)車輛運(yùn)行參數(shù)決定的函數(shù)，如入口空氣溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、排氣溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)爆震、燃料類型、燃料的辛烷值等。

影響熱效率的主要因素是壓縮比。在火花點(diǎn)火（SI）發(fā)動(dòng)機(jī)中，壓縮比是一個(gè)固定的中間值。如果壓縮比低于設(shè)計(jì)限值時(shí)，燃料將預(yù)先被點(diǎn)燃，從而引起爆震，這可能會(huì)損壞發(fā)動(dòng)機(jī)。通常，SI發(fā)動(dòng)機(jī)在城市條件下行駛，緩慢加速，功率水平比較低，轉(zhuǎn)速低，負(fù)荷小，從而導(dǎo)致較低的熱效率，增加了燃油消耗量。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的減小，氣流端部溫度下降，在自然吸氣或增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，可以在不引起爆震的情況下提高壓縮比。當(dāng)把壓縮比從8提高到14時(shí)，熱效率可以從50%提高到65%；而當(dāng)壓縮比從16提高到20時(shí)，熱效率可從67%增加到70%。

刊名：International Journal of Mechanical Engineering Research and Development （IJMERD）（英）

刊期：2012年第1期

作者：Mahesh P. Joshi et al

編譯：李雪