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可變氣門驅(qū)動技術與可變壓縮比技術相結合在汽油機上的應用潛能

豐田公司的澤田兼吉研究發(fā)現(xiàn)，當將進氣門延遲關閉的氣門行程策略（LIVC）與阿特金森循環(huán)結合時將有利于提高發(fā)動機的壓縮比。對一臺1.5L普銳斯發(fā)動機進行測試發(fā)現(xiàn)，當壓縮比在13∶1和25∶1之間時熱效率能夠提高13%，這是因為改變了活塞的行程并增強了燃燒室的作用效果。

為了分析汽油機可變壓縮比（VCR）技術與可變氣門驅(qū)動（VVA）技術相結合在提高汽油機熱力學特性上的潛能，從以下5個方面進行了分析。

（1）簡要分析米勒和阿特金森循環(huán)的作用，它們能夠減小壓縮行程末端氣缸內(nèi)的溫度和壓力，從而使由燃燒室形狀決定的壓縮比有所提高。

（2）對使用提前或延遲進氣門關閉策略（EIVC和LIVC）獲得的高壓縮比燃燒室做了3D仿真。仿真結果表明，通過與VVA技術相結合提高幾何壓縮比與VVT技術相結合具有更好的熱力學性能。結果顯示，在大于15∶1的壓縮比下，效率增加了12%～13%。

（3對帶有特定燃燒室使壓縮比達到23∶1的單缸發(fā)動機進行測試，試驗結果證明了仿真結果。

（4）將第3步驗證結果擴展到一臺3缸1.1L排量的帶有VCR和VVA的缸內(nèi)直噴渦輪增壓汽油機上，并且該發(fā)動機具有EIVC和LIVC的氣門升程策略。然后建立該發(fā)動機的模型進行仿真。

研究得出以下結論：①VCR和VVA的結合能帶來更好的熱力學特性，并且仿真與試驗結果具有一致性；②在標準行駛工況下，VCR和VVA技術的結合能優(yōu)化汽油機的燃燒特性，使汽油機的燃燒效率得到更大提升，同時有助于減少發(fā)動機廢氣排放量。

Paul Ferrey et al.SAE 2013-01-1605.

編譯：張冬冬