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通用第5代“小型”發(fā)動機系列燃燒系統(tǒng)

通用汽車第5代“小型”90°V型發(fā)動機系列研制成功，該系列發(fā)動機擁有一個全新的燃燒系統(tǒng)（圖1）。采用直接噴射和對架構(gòu)精心設(shè)計，開發(fā)缸內(nèi)流場技術(shù)，以提高整個燃燒系統(tǒng)性能。效率的提升源自增大的壓縮比、高稀釋性和良好的抗爆震性。設(shè)計和開發(fā)過程應(yīng)用參數(shù)化設(shè)計工具、氣流測試、發(fā)動機和車輛仿真、計算流體動力學建模以及單缸和多缸發(fā)動機測試，實現(xiàn)全面優(yōu)化。

對該燃燒系統(tǒng)進行分析與試驗表明，其設(shè)計具有優(yōu)異的全負荷、部分負荷和輕負荷性能，還具有良好的魯棒性：全負荷標定扭矩和燃油穩(wěn)定性相對燃油壓力、噴油定時具有低靈敏度。強大的節(jié)氣門全開（WOT）性能轉(zhuǎn)化為空燃比模式（AFM）的燃油經(jīng)濟性，進一步改善車輛的燃油消耗。

新研制的第5代發(fā)動機系列將會大量應(yīng)用于輕型、中型載貨車和全尺寸SUV，這不同于轎車，因為其車質(zhì)量和發(fā)動機負荷隨其所牽引或拖拽的負荷而有較大的變化，這就產(chǎn)生了一個發(fā)動機效率在整個轉(zhuǎn)速與負荷范圍內(nèi)的溢價。第5代發(fā)動機系列的燃燒系統(tǒng)在輕負荷時，AFM技術(shù)有效降低泵氣損失；在高負荷時，大排量、自然吸氣特性使得高效率得以保持。此外，直接燃油噴射所產(chǎn)生的大壓縮比以及連續(xù)可變凸輪相位調(diào)節(jié)器（VCP）在全機和AFM下所提供的大扭矩，在給定轉(zhuǎn)矩和功率下，可以實現(xiàn)發(fā)動機排量的減小。

圖1　燃燒系統(tǒng)關(guān)鍵細節(jié)

Scott Halsall et al. SAE 2013-01-1732.

編譯：何云廷