压缩比及EGR对直喷米勒循环汽油机性能影响的试验研究

发布时间：2025-07-09 03:32

　　 针对发动机小型化、节能减排的趋势及实现汽油机高热效率的目标,在一台3缸涡轮增压直喷汽油机上综合研究了压缩比及废气再循环(EGR)技术对发动机燃烧和排放的影响。结果表明:提高压缩比有助于改善汽油机中低负荷工况燃油经济性,但对于大负荷工况的改善效果不明显,尤其对于外特性工况,由于爆震的限制,提高压缩比会导致油耗明显恶化。通过引入再循环废气,可优化燃烧过程,抑制爆震的发生,中等转速中等负荷工况下,引入20%EGR后可使燃油消耗率降低达6.9%,但对于转速2 000 r/min,平均有效压力0.2 MPa特征工况,油耗改善不明显。综合高压缩比与EGR的作用后,可扩大EGR的作用负荷工况范围,进一步改善燃油经济性。

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【部分图文】：

图1 试验用发动机进气凸轮轴对比

试验中发动机压缩比的提升是通过增加活塞顶高度,即缩小活塞上止点位置时活塞顶距缸盖的距离实现的。同时,为实现米勒循环燃烧,对奥托循环发动机进气凸轮轴进行重新设计,通过减小进气凸轮包角并配合降低气门升程实现进气门提前关闭,形成米勒(EIVC)效应。试验中所选凸轮轴方案见图1。试验台架....

图2 试验工况的选取

选取发动机典型的特征工况点,针对EGR及压缩比对发动机燃烧及排放的影响开展试验研究,试验工况点选取见图2。试验过程中点火角均设定在MBT位置,同时对于不同负荷工况,均通过调节配气相位以达到对应最优油耗水平。对于涡轮增压汽油机,EGR的引入必然会带来增压器工作效率的变化,针对EGR....

图4 不同压缩比下燃油消耗率及泵气损失特性

图4示出不同压缩比下燃油消耗率及泵气损失特性对比。由图可知,增大压缩比有助于改善中、低负荷工况下的燃油消耗率,但对于高负荷工况改善效果有所减弱。中等以下负荷工况,通过提高压缩比,泵气损失均有不同程度改善,且平均有效压力0.8MPa附近改善效果更为明显,但随负荷继续升高,泵气损失....

图3 发动机压缩比对燃烧特征参数的影响

图3示出发动机在中等转速(3000r/min)不同负荷工况条件下,压缩比对发动机燃烧特征参数的影响规律。从图3中可以看出,发动机中等转速条件下,压缩比对发动机不同负荷工况燃烧过程的影响存在显著差异。主要原因在于,压缩比的提升可有效提高压缩冲程末期缸内温度及压力,燃料与空气所形....

本文编号：4057081