先進火花點火發(fā)動機的燃油經濟性分析

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先進火花點火發(fā)動機的燃油經濟性分析

研究了先進的火花點火發(fā)動機（SI）技術的燃油經濟性，使用高保真發(fā)動機模型模擬可變氣門升程、渦輪增壓與輕量化、汽油直接噴射技術。搭建包括動力傳動系的各種技術的整車模型進行仿真，通過仿真獲得測量數據，保證每個零部件滿足常見的性能標準，確保一致性和可比性。研究了混合動力與電氣化技術對油耗的影響，并與傳統(tǒng)汽車、混合動力汽車、插電式混合動力汽車相比較。研究發(fā)現，傳統(tǒng)汽車比混合動力汽車能節(jié)省更多的燃油；發(fā)動機技術的節(jié)油特性與混合動力化的程度呈現負相關關系；汽油直噴技術能夠降低8%的油耗，可變氣門升程能夠降低3.4%油耗，渦輪增壓與輕量化可降低9.7%油耗。

汽車不同的配置及駕駛條件會極大地影響發(fā)動機的油耗。先進的發(fā)動機技術有利于混合動力汽車的發(fā)展，讓汽車制造商在滿足嚴格的油耗法規(guī)條件下，增加市場占有率。因此，提出了一種系統(tǒng)的方法，既要正確選擇適當的動力傳動系配置、零部件技術來減少燃料消耗，也要保證性能和成本。

受到熱力學的固有性質和奧托循環(huán)的限制，火花點燃式內燃機一直是汽車動力傳動系效率最低的部分。過去幾十年發(fā)動機技術有了極大發(fā)展，如改變發(fā)動機的燃燒熱力循環(huán)來減少損失,增加壓縮比等。

以往研究采用的方法，如集中參數模型與局部離散近似，計算內燃機技術與油耗降低的關系，但其主要缺點是無法在特定駕駛環(huán)境下使用。采用高保真發(fā)動機模型及整車模擬，可以準確估計技術協(xié)同效應和油耗，同時確保動力傳動系統(tǒng)的特定工作條件。

B. Walton et al. 2013 World Electric Vehicle Symposium and Exhibition (EVS27), Spain- November 17–20,2013.

編譯：王亮