日产的1.2L排量直喷发动机,燃效与混合动力车相当

2010-09-24 20:26:01来源: 技术在线

  日产汽车开发出了燃效与混合动力车相当的小型车用汽油发动机“HR12DDR”(图1)。该发动机以新款“March”配备的1.2L排量直列3缸发动机“HR12DE”为基础,通过改成向气缸内直接喷射(直喷)汽油的方式实现米勒循环,还追加了可在必要时利用增压来提高输出功率的机械增压器。HR12DDR就是这种“直喷机械增压发动机”。

  该发动机将欧洲模式下的二氧化碳(CO2)排放量降低到了95g/km。本田的“Insight”为101g/km,丰田的“普锐斯”为89g/km,因此配备新型发动机的汽车的燃效与现行混合动力车相当。日产汽车表示,将以计划2011年在欧洲上市的“Micra”为开端,将该发动机广泛配备在小型车上(图2)。

图1:直喷机械增压发动机“HR12DDR”
为1.2L排量3缸机型。可实现与混合动力车匹敌的低燃耗行驶,以及相当于1.5L排量发动机的高输出功率行驶。
图2:配备HR12DDR的“March”试制车

冷却后可防止异常燃烧

  由于采用直喷方式,因此吸气行程中只向气缸内吸入空气,压缩行程后会以高压方式向燃烧室内直接喷射燃料。由于只需按照燃烧所需要的量供应燃料,因此可减少燃料的多余消耗。这种方式与利用进气口来喷射燃料并向气缸内供应混合气(空气和燃料)的气门喷射方式不同,不会因部分燃料粘附在进气口壁或吸气阀上而产生燃料损耗。采用气门喷射方式时,粘附燃料的残渣会变成碳积存起来,因此还有可能导致泵吸损失。

  原来的直喷方式通过稀薄燃烧(Lean Burn)来减少燃料的消耗,只在火花塞周围形成浓稠的混合气,整个燃烧室则会形成稀薄的混合气。但这种方式会导致氮氧化物(NOX)增加,存在为应对这一问题而导致催化剂成本上升的课题。为了达到理论空燃比*1,新型直喷发动机会控制燃料的喷射和燃烧,因此不存在这方面的顾虑。

  *1 理论空燃比:混合气完全燃烧时所需要的氧气与燃料的质量之比。一份汽油燃烧时需要14.7份空气,因此理论空燃比为14.7。空燃比超过14.7时称为“稀薄(Lean)”,低于该值时称为“浓稠(Rich)”。

  燃烧室的温度也会下降。将燃料直接喷入燃烧室后,燃烧室会在气化热的作用下冷却。这样,便可控制混合气温度上升,以减少会在火花塞点火之前燃烧燃料的爆震(异常燃烧)现象的发生。由此,便可减少热损失,从而使燃效获得提高。

  为了冷却混合气体,日产汽车还采用了其他两项技术。其中之一是为活塞设置冷却通道“活塞冷却通道(Piston Cooling Channel)”(图3)。在活塞背面加工出外径约为70mm、内径约为60mm的环状孔,并打开两处直径为8mm的贯通孔*2。其工作原理是,将机油从一个贯通孔注入环状孔,使其吸收蓄积在活塞中的热量,然后使机油从另一贯通孔流出,通过这种方式来散发热量。

  

[1] [2]

关键字:日产  发动机  HR12DDR

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2010/0924/article_2603.html
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