發動機的高熱效率低油耗技術
介紹了具有高熱效率的低油耗(ESTEC)發動機的相關技術,以及其實現高熱效率的途徑,同時還介紹了將該技術用于常規發動機的具體方法。
從理論角度闡述了提高發動機熱效率的方法。奧托循環的理論熱效率表明,高壓縮比或高比熱比可以改善發動機熱效率,即可以考慮提高幾何壓縮比,推遲排氣門開啟正時,以及采用稀薄燃燒等。降低機械損失是基本的發動機技術,具體的技術方案有減小活塞環張力、優化軸承軸線和寬度等。可以利用先進的氣門機構、EGR和稀薄燃燒等技術逐步達到降低泵氣損失的目的。EGR和稀薄燃燒等技術還能降低燃燒溫度,進而減少冷卻損失,同時如長行程設計和優化燃燒室設計等對降低冷卻損失也很重要。增大膨脹比是減少排氣損失的首選方法。
開發了很多提高發動機熱效率的技術。通過采用非常規高膨脹比的阿特金森循環和低摩擦技術來提高熱效率。當前的混合動力發動機還引入了冷卻EGR和電控水泵,可以達到38%以上的熱效率。研究發現,采用大容量冷卻EGR對改善抗爆性和降低泵氣損失均有明顯收效。未來對混合動力發動機的開發重點將會是采用燃燒技術,擴大EGR上限,并通過稀薄燃燒方式降低發動機摩擦損失。通過1NR-FKE型發動機ESTEC技術的開發過程證明了所述方法的有效性。
刊名:國外內燃機
刊期:2015年第2期
作者:T.Yamada et al