1、第二屆直噴增壓發(fā)動機(jī)技術(shù)論壇第二屆直噴增壓發(fā)動機(jī)技術(shù)論壇參會心得參會心得動力總成研究院動力總成研究院1目錄一、大眾新技術(shù)二、高壓噴射系統(tǒng)三、早燃問題研究2一、大眾新技術(shù)1.研究背景 基于越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)（PM和PN的要求），直噴汽油發(fā)動機(jī)也面臨著PM、PN超標(biāo)的情況；并且由于終端市場對低俗扭矩的需求，汽油機(jī)的開發(fā)也面臨著低俗高負(fù)荷工況的早燃、爆震、超級爆震的風(fēng)險；以及法規(guī)對油耗的要求越來越嚴(yán)格，為應(yīng)對這些困難，大眾汽車首先在其Q5車型上應(yīng)用了多項新技術(shù)。2.雙噴射系統(tǒng) 雙噴射系統(tǒng)顧名思義，同時具備直噴系統(tǒng)和氣道噴射系統(tǒng)。 2.1雙噴射系統(tǒng)的特點： （1）減少顆粒物排放以及機(jī)油被燃油稀釋的程

2、度、減輕爆震傾向，對噴射次數(shù)和噴射方式進(jìn)行熱力學(xué)優(yōu)化。 （2）避免長時間氣道噴射后噴嘴上形成燃油積炭，激活短時直噴，對油嘴進(jìn)行沖洗。3一、大眾新技術(shù)2.2雙噴射系統(tǒng)工作模式 4一、大眾新技術(shù)起動模式 暖機(jī)模式 部分負(fù)荷與高負(fù)荷模式 應(yīng)急預(yù)案 1.起動時缸內(nèi)直噴 。2.起動后怠速時在壓縮行程中三次缸內(nèi)直噴 。 暖機(jī)時在進(jìn)氣行程和壓縮行程中各一次缸內(nèi)直噴，同時推遲點火提前角。 1.暖機(jī)后（水溫大于45C）部分負(fù)荷時氣道噴射，油氣混合較直噴更充分，以達(dá)到快速高效燃燒的目的，同時可以避免直噴方式高壓油泵的功率損耗 。2.高負(fù)荷時在進(jìn)氣行程和壓縮行程中各一次缸內(nèi)直噴 。 一旦其中的一套噴射系統(tǒng)失效，另一

3、套噴射系統(tǒng)接管，確保車輛運(yùn)行 。5一、大眾新技術(shù)3可變氣門升程 3.1結(jié)構(gòu) 目前主流的可變氣門升程為一軸兩凸輪形式，結(jié)構(gòu)如下圖所示：6一、大眾新技術(shù)3.2米勒循環(huán) 3.2.1 背景 傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)的壓縮行程壓縮比與作功行程膨脹比(倒數(shù))相同 ，提高膨脹比可以提高發(fā)動機(jī)效率，但同時壓縮比會相應(yīng)提高 ，高增壓發(fā)動機(jī)爆震傾向已經(jīng)很明顯，高壓縮比會加劇爆震，甚至造成早燃 。 3.2.2 技術(shù)特點 （1）提高幾何壓縮比（9.6-11.7）的同時使用可變進(jìn)氣門升程系統(tǒng)，在部分負(fù)荷工況下啟用 “小”進(jìn)氣凸輪，進(jìn)氣門在下止點前很早就關(guān)閉，進(jìn)氣量少，實際壓縮比小，這樣既避免了高壓縮比帶來的爆震甚至早燃的風(fēng)險，又能降

4、低油耗。而在作功行程，正常的排氣凸輪保持正常的大的幾何膨脹比，動力大。 （2）高負(fù)荷時仍然切換回正常的進(jìn)氣凸輪工作，由于基本壓縮比較高，因此需要通過減少進(jìn)氣量/噴油量限制最大功率以保護(hù)發(fā)動機(jī)。 7一、大眾新技術(shù)4 電控節(jié)溫器 4.1結(jié)構(gòu)8一、大眾新技術(shù) 4.2特點 電機(jī)控制的旋轉(zhuǎn)滑閥取代節(jié)溫器，可使暖機(jī)的速度更快，發(fā)動機(jī)的水溫控制更精確更迅速，從而達(dá)到發(fā)動機(jī)冷卻適度同時降低摩擦減少燃油消耗的效果 5 缸蓋與排氣歧管一體化 5.1結(jié)構(gòu)9一、大眾新技術(shù)5.2技術(shù)特點高負(fù)荷工況下取消保護(hù)渦輪的全負(fù)荷加濃工況，采用更稀的空燃比，從而改善燃油經(jīng)濟(jì)性 在熱管理系統(tǒng)中承擔(dān)著很重要的功能，可以加快暖機(jī)和暖風(fēng)速

5、度，同時減少散熱損失，從而縮短氧傳感器、三元催化和渦輪增壓器達(dá)到最佳工作溫度的時間 10二、高壓噴油系統(tǒng)1.背景 為了應(yīng)對汽油直噴發(fā)動機(jī)存在的PM/PN、早燃、油耗等問題，德爾福設(shè)計了400bar的燃油噴射系統(tǒng)，并進(jìn)行多次噴射。2.成效 2.1有效鑒定排放物中的PM/PN 提高噴射壓力，有效的提高了汽油在缸內(nèi)的霧化效果，尤其是噴油終止時刻時的霧化效果，使汽油可以充分燃燒，減少PM/PN的的排放。 11二、高壓噴油系統(tǒng)12二、高壓噴油系統(tǒng) 2.2有效減少早燃、爆震傾向 良好的霧化效果不再會導(dǎo)致缸內(nèi)油氣的局部溫度過高，從而使燃燒更均勻，有效的減少的早燃、爆震傾向。 50bar 200bar 400

6、bar 2.3減低CO2的排放 目前汽車油耗的檢測方式主要通過排放中的二氧化碳量進(jìn)行推算，提高噴射壓力，油氣燃燒更充分，可適當(dāng)?shù)奶岣邉恿π裕@就意味著同樣的動力性下，高壓噴射系統(tǒng)可更省油。13三、早燃問題研究1.研究背景 近年來，終端市場對發(fā)動機(jī)低速扭矩的需求越來越大，這對直噴汽油發(fā)動機(jī)產(chǎn)生了巨大的挑戰(zhàn)，其中非常重要一項就是早燃問題，低速大負(fù)荷工況下的早燃現(xiàn)象尤為突出。2.引起早燃的因素 早燃是指缸內(nèi)燃燒早于點火正時，其主要原因為汽缸在壓縮沖程過程中，局部溫度過高，引起油氣在點火正時前燃燒。3.有效降低早燃幾率的方法 3.1減小油嘴孔徑，加大噴射壓力 前面提到過，減小孔徑、加大噴射壓力，可有效

7、的提高汽油霧化效果，從而使油氣混合更均勻，稀釋局部的過高溫度。14三、早燃問題研究 3.2采用高滾流氣道 增加滾流比可增加油氣在汽缸內(nèi)的流動速率，有助于提升熱效率，并能均勻降低缸內(nèi)溫度。 3.3減小高負(fù)荷空曠的氣門重疊角 高負(fù)荷是早燃的高發(fā)工況，氣門重疊角過大會導(dǎo)致進(jìn)排氣都不暢，從而引起缸內(nèi)溫度過高，減小氣門重疊角可有效降低缸內(nèi)溫度，從而降低早燃概率。 3.4使用低密度機(jī)油、合成機(jī)油 經(jīng)過潤英聯(lián)常年的試驗，表明目前機(jī)油添加劑中鈣成分是增加早燃概率，但減少鈣成分會減低機(jī)油的清潔效果。含鈣量高的機(jī)油易從活塞環(huán)間隙進(jìn)入缸內(nèi)形成結(jié)焦，導(dǎo)致結(jié)焦處的溫度高。 試驗表明磷成分可有效降低早燃幾率，但法規(guī)對機(jī)油中磷含量有嚴(yán)格要求，固無法通過磷降低早燃幾率。 15三、早燃問題研究 目前潤英聯(lián)正在進(jìn)行鎂成分的機(jī)油添加劑的試驗，經(jīng)過初步的試驗結(jié)果，鎂可有效降低早燃傾向。 3.5嚴(yán)格控制曲軸箱壓力和PCV通氣量 采用電控PCV可精確控制曲軸箱壓力，從而降低機(jī)油反串量，從而降低早燃傾向。3.6加強(qiáng)氣門鼻梁處