双缸涡轮增压概念汽油机燃烧系统设计



双缸涡轮增压概念汽油机燃烧系统设计

为解决因小型燃烧室布置方案带来的热动力不足的问题，以及尽可能地降低每个发动机的气缸数，Weber Motor GmbH和Robert Bosch GmbH设计了一个用于研究的双缸涡轮增压概念汽油机。由于该汽油机采用模块化设计，因此可以对其不同的布置方案进行验证和评估。

分析汽油缸内直喷、汽油进气道喷油、压缩天然气进气这3种燃烧系统对双缸涡轮增压概念汽油机性能的影响，并据此对3种系统进行了验证，包括稳态工况下的最大扭矩和排放、瞬态工况下关键驾驶性能，以及两种循环工况下的燃油消耗。具体试验方法为：①在测试台上对采用不同涡轮增压器的双缸发动机进行测试，尤其是针对发动机低转速扭矩和瞬态行为，以寻找最佳匹配方案；②给该汽油机配备上述3种不同的燃烧系统，采用标准的测试设备对其进行测试（包括高压和低压特征），并对发动机低转速扭矩和瞬态行为下的基本概念进行了评估，同时定义了一套测量方法和关键性能参数；③采用循环行驶工况仿真，评估了不同燃烧系统对燃油消耗和CO2排放量的影响。重点关注和讨论了各个系统的优势和面临的困难。

研究表明，该汽油机燃烧系统较其它系统具有显著优势，该系统能够在低转速扭矩时顺利清除废气，使得驾驶性能得到显著提高，甚至可以媲美较大排量的自然吸气发动机。因此，该汽油机在保证同等驾驶性能的前提下可使燃油消耗量下降25%，并使发动机尺寸缩小50%。

Alexander Eichhorn et al. SAE 2013-01-1730.

编译：张永赫