SAE研讨会展出热效率达42%的发动机

2014-04-21 18:27:11来源: 盖世汽车网

    日前,2014年美国机动车工程师协会高效内燃机研讨会于2014年4月6日-7日在美国底特律顺利闭幕。在该美国机动车工程师协会高效内燃机研讨会上,由美国西南研究院(Southwest Research Institute,SwRI)研究设计的EGR汽车(EGR Car)最为吸引人眼球。美国西南研究院采用2012款别克君威(Regal)GS作为其EGR汽车进行展示。正如图中所示,此2012款别克君威(Regal)GS车身贴满了五颜六色的贴花,外观非常夺目,而其内芯动力配置更加厉害,其采用了先进的燃烧系统,其燃油效率得到了大幅提高,尾气排放也大幅降低。其中,该先进燃烧系统是由美国西南研究院研究设计的,且其已被欧洲一大型汽车生产厂商购买并计划投入生产。

    此次,美国西南研究院研究设计的先进燃烧系统采用了2.0升D-EGR发动机,该发动机为四缸发动机,其中仅采用单个气缸参与到废气再循环过程中,以此来提高废气再循环过程以及氢、一氧化碳混合物的循环利用过程。根据美国西南研究院副主任Terry Alger博士表示,该D-EGR发动机在零负载到满负载测试中其制动热效率达到了42%。

    美国西南研究院副主任Terry Alger博士与美国西南研究院SI发动机研究经理Chris Chadwell在第四届美国机动车工程师协会年会上分别介绍了各自研究小组在天然气发动机以及发动机先进技术方面所取得的进展。此届美国机动车工程师协会年会于底特律布克凯迪拉克威斯汀酒店(Westin Book Cadillac Hotel)举行。Terry Alger、Chris Chadwell与其美国西南研究院的同事Jacob Zuehl、Raphael Gukelberger共同发表了一篇名为“A Demonstration of Dedicated EGR on a 2.0 L GDI Engine”的技术文章。

PSA集团计划于2018年量产该D-EGR发动机

    根据美国西南研究院工程师们表示,该D-EGR发动机仅为四缸发动机,所以其仅采用了单个气缸参与到废气再循环过程中。随着发动机气缸总数量的增加,参与到废气再循环过程中的气缸数量也可以随之增加。在以上D-EGR发动机中,参与到废气再循环过程中的单个气缸的运行模式采用了复杂的控制策略,这样有助于提高发动机废气再循环容差以及降低因外部重整装置而导致的一系列功率损失。

    在该D-EGR发动机中,氢、一氧化碳富集混合物与其他废气一同进入再循环系统。该氢、一氧化碳富集混合物有助于抵消废气循环系统冷却所带来的诸多缺点。该氢、一氧化碳富集混合物可以提高发动机燃烧速率从而提高发动机废气再循环系统的容差,因此还可以提高发动机燃烧稳定性。此外,氢、一氧化碳富集混合物还具有较低的最低点火能量,这有助于提高燃油燃烧以及降低废气中碳氢化合物的含量,从而提高发动机的燃烧效率。

    美国西南研究院工程师们表示,该D-EGR发动机采用自然吸气运行方式,且拥有14:1的超高压缩比。与压缩比仅有11.7:1的普通发动机相比,实验结果显示采用D-EGR循环方式的高压缩比发动机要比低压缩比发动机在废气排放方面表现得更出色。

    美国西南研究院工程师们还表示,该D-EGR发动机采用普通汽油(美国标准87 AKI标号,AKI为抗爆指数)时爆震现象与高级汽油(美国标准93 AKI标号)达到了相同的高水准。该D-EGR发动机还采用了涡轮增压和机械增压两级式增压系统。在发动机转速为1500-5500转/分钟之间时,通过该两级式增压系统该D-EGR发动机不仅可以保证17巴(bar)的最低制动平均有效压力(brake mean effective pressure,BMEP),而且还可以保证扭矩输出目标以及换挡流畅性。

    该D-EGR发动机系统不仅配备了专用电路设计、两级式增压系统,还采用了高能点火系统以及能够为混合物输送额外燃料的燃料喷射器。

有效燃油消耗率收益

    Terry Alger表示,通过美国FTP(Federal Test Program)测试可知,该D-EGR发动机与普通发动机相比,其瞬态工况测试(Transient Driving Cycle)指标有13%的提高;同时在美国环境保护署公路燃油经济性测试(Highway Fuel Economy Test,HwFET)中,其测试指标提升了10%。在发动机转速为2000转/分钟时,该D-EGR发动机有效燃油消耗率由普通发动机的385克/千瓦时提高到了330克/千瓦时,其最低有效燃油消耗率也由236克/千瓦时提升到了212克/千瓦时。美国西南研究院进行的实验结果显示,在特定的工作条件下,该D-EGR发动机燃油效率可以提升30%。

    此次,美国西南研究院的D-EGR项目是其高效稀释汽油发动机(High Efficiency Dilute Gasoline Engine,HEDGE)项目的延续项目。其中,高效稀释汽油发动机项目目的是为了通过为汽油发动机配备冷却废气再循环系统以提高汽油发动机的燃油效率,最终可以使汽油发动机的燃油效率达到与柴油机燃油效率相同的水平甚至可以超越柴油机燃油效率。D-EGR项目将由Chadwell带领继续研究进入最新的阶段——HEDGE III阶段。

    该D-EGR研发项目计划于2018年达到D-EGR发动机排放满足LEV3严苛排放标准的目标。

关键字:研讨  研讨会  展出  效率

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2014/0421/article_8990.html
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