先进火花点火发动机的燃油经济性分析



先进火花点火发动机的燃油经济性分析

研究了先进的火花点火发动机（SI）技术的燃油经济性，使用高保真发动机模型模拟可变气门升程、涡轮增压与轻量化、汽油直接喷射技术。搭建包括动力传动系的各种技术的整车模型进行仿真，通过仿真获得测量数据，保证每个零部件满足常见的性能标准，确保一致性和可比性。研究了混合动力与电气化技术对油耗的影响，并与传统汽车、混合动力汽车、插电式混合动力汽车相比较。研究发现，传统汽车比混合动力汽车能节省更多的燃油；发动机技术的节油特性与混合动力化的程度呈现负相关关系；汽油直喷技术能够降低8%的油耗，可变气门升程能够降低3.4%油耗，涡轮增压与轻量化可降低9.7%油耗。

汽车不同的配置及驾驶条件会极大地影响发动机的油耗。先进的发动机技术有利于混合动力汽车的发展，让汽车制造商在满足严格的油耗法规条件下，增加市场占有率。因此，提出了一种系统的方法，既要正确选择适当的动力传动系配置、零部件技术来减少燃料消耗，也要保证性能和成本。

受到热力学的固有性质和奥托循环的限制，火花点燃式内燃机一直是汽车动力传动系效率最低的部分。过去几十年发动机技术有了极大发展，如改变发动机的燃烧热力循环来减少损失,增加压缩比等。

以往研究采用的方法，如集中参数模型与局部离散近似，计算内燃机技术与油耗降低的关系，但其主要缺点是无法在特定驾驶环境下使用。采用高保真发动机模型及整车模拟，可以准确估计技术协同效应和油耗，同时确保动力传动系统的特定工作条件。

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

编译：王亮