宝马利用自然吸气稀薄燃烧的发动机提高燃效

2010-10-05 19:58:03来源: 技术在线

  宝马日本通过为“1系”及“3系”配备直喷自然吸气稀薄燃烧发动机,使燃效获得改善。在10·15模式下,3系轿车的6速自动变速箱款配备原来的自然吸气2.0L发动机时,燃效为12.0km/L,而此次则提高27%,达到15.2km/L。6速手动变速箱款还新采用了怠速机构,燃效比原来的12.8km/L提高44%,达到18.4km/L。

  德国宝马2006年开发的直列6缸涡轮发动机采用了名为“喷雾引导(Spray-guided)直喷”的方式,并且已配备在3系等车型上。该发动机按照理论空燃比运转,此次以该发动机采用的喷嘴及燃烧室设计为基础,实现了稀薄燃烧功能,并将这种设计应用在了2.0L排量直列4缸发动机及3.0L排量直列6缸发动机上。直列4缸发动机为“N43”型,在日本国内配备在1系掀背车、酷派车、Cabriolet、3系轿车、旅行车及酷派车上。6缸发动机为“N53”型,在日本国内配备在3系轿车、旅行车及酷派车上。

  喷雾引导方式的特点是具有独特的燃烧室形状,利用新开发的喷嘴呈圆锥状喷射燃料,并在其圆锥状燃料分布区侧面配置火花塞。普通喷嘴在顶端部设有多个喷射燃料的圆形喷射口,从该处呈直线形喷射燃料。而新喷嘴为了实现圆锥状喷射,采用与吸排气阀相同的提升阀(阀体沿直角方向移动离开阀座座面的形式),构造不用于原来结合使用针形阀与喷射口的喷嘴。

  提升阀以压电元件直接按压喷嘴顶端部,在顶端部生成圆周状间隙。使燃料呈圆锥状喷射。即使在活塞上行的压缩冲程中,缸内压力升高,这种圆锥形状也不易改变。另外,由于可沿着圆锥状燃料喷射区形成空气漩涡,因此能够向该区域供应燃料,形成环状浓燃料区。据介绍,尽管稀薄燃焼时整体空燃比偏稀,点火比较困难,但此次通过在环状浓燃烧区附近配置火花塞,实现了稳定点火。

  宝马日本表示,普通进气口喷射4阀发动机不带可变阀门正时机构以及可变阀门提升机构时,发动机的热效率为23%左右,而此次的新发动机可达到30%左右。

  实现稀薄燃烧功能后,NOx(氮氧化物)的排放量增加,不过此次在尾气后处理装置中使用了NOx吸附还原催化剂。据介绍,宝马为了在保持8万km耐久性的同时符合日本等各国的规定,还改进了催化剂。另外,要对NOx进行还原,需要具备为生成还原剂H2及CO而向催化剂系统供应HC的再生模式,而此次的发动机由喷嘴提供HC。

  关于配备4缸发动机的车型,宝马日本还将转向系统改成了电动助力转向系统,从而提高了燃效、减小了操舵力。 

图1:直列4缸“N43”型。

图2:燃烧室的形状。 

关键字:宝马  自然吸气稀薄燃烧  发动机  燃效

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2010/1005/article_2648.html
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