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    提高汽油发动机效率的技术手段有哪些?

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    动力总成黑科技2022-05-02


    先放一张我以前整理的发动机热效率的图片,对于发动机来说,三大矛盾为效率、功率、排放,任何发动机都需要在这三个点中寻找平衡点,目前动力总成的现状为:升功率→热效率。

    ​一般热效率指的发动机在所有工况下热效率最高的那个点,热效率高不一定油耗低,但是油耗低的车发动机热效率一定高。追求燃油效率主要追求两块:一块最高热效率,一块是高效区间能否覆盖日常驾驶工况点。

    本田思域(图片|配置|询价)1.5T:3000rpm,120Nm处,热效率38%

    ​从技术路线图中,目前已经成熟应用的发动机高效化技术路线主要沿着下面这张图。主要手段:

    1进排气系统的一些优化:可变气门正时,可变气门升程,执行机构从机械液压结构变为伺服电机驱动结构,最终目的降低泵气损失,实现三循环切换(奥托、米勒、阿特金森),实现内部EGR等等。

    2喷射系统的一些优化:由歧管喷射改为高压直喷,高压直喷压力从15MPa提高到35MPa,与之配合多次喷射,从2回变为4回,实现分层燃烧,提高燃油利用率。

    3燃烧模型的优化:主流设计从Piston guide 或者 Spark guide变为Air guide,通过高滚流比,提高燃烧速度,提高Pmax。

    4附件的优化:这里就很多,比如外部EGR,由高温EGR改为低温EGR,传统腊式节温器改为先进的热管理模块。

    ​另外还有一些先进的技术也渐渐应用到发动机中,比如:

    1 可变压缩比:日产VC-T发动机

    2 稀薄燃烧:SPCCI和HCCI发动机

    3 废气能量回收:丰田第四代普锐斯混动发动机

    4 电动涡轮:奔驰M256发动机

    5 电器化集成:比亚迪晓云1.5T发动机

    在没有基础理论实用化突破和测试方法改变的前提下,热效率已经处于瓶颈,进一步提高难度极高。比如稀薄燃烧虽然可以极大提高热效率,而且可以通过排放后处理解决排放法规,但是成本收益不成正比,无法实用化。未来更多集中于综合效率的优化,比如通过混动让发动机只处于最高效率点工作,其他工况用电机和电池进行补偿等。

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