一种减少二氧化碳和氮氧化物的有效解决方案

燃油耗低和低速扭矩大的涡轮增压柴油机动力总成在欧洲轻型载货车市场占有较大份额。预计,全球二氧化碳（CO2）排放法规和用户对燃油价格的期望,会进一步迫使发动机提高燃油效率。但是,法规对氮氧化物（NOx）和颗粒排放的限制可能会进一步增加柴油机动力总成的成本。对价格敏感度最高的1 400 kg以下紧凑型车型需要寻求一种替代方案,以面对CO2排放限值的挑战,并保持对用户的吸引力。对小型化和降低转速的汽油机理念进行了研究,与此同时,通过提高平均有效压力来满足性能要求,以保持车辆良好的操控性能和起动性能。解决这一问题的关键措施是采用汽油直接喷射燃油系统。因为缸内汽油直接喷射和对进气进行分开控制,可以在不增加碳氢排放的情况下增强扫气效果。缸内汽油直接喷射还具有冷却充量的好处,有利于避免增压发动机的爆燃现象。研究了汽油直接喷射的几种可选方案,包括多孔式和单孔轴针式喷油嘴,以及侧向布置与中央布置的对比。对排量减小至1.2 L的涡轮增压3缸机和4缸机的基本结构进行了研究。减少气缸数有利于改善碳氢排放、热损失和扫气效率。从安装和成本方面考虑,减少气缸数也有一定好处,其次要考虑的是排气后处理系统。     

大众公司EA113系列2.0L-FSI燃油分层直喷式汽油机详解(二)

2003年大众公司在1.8L-5V-92kW进气道喷射汽油机的基础上为第2代奥迪(Audi)A3和A4轿车开发了一种新型横置式2.0L-4V-FSI分层直接喷射汽油机,除了将发动机功率由92kW增加到110kW使汽车的动力性得到了显著提高外,还使汽车燃油耗降低了大约1L/100km,同时更加舒适,并达到了当时欧洲实施的欧Ⅳ废气排放标准。这种采用汽油分层直接喷射(FSI)技术的直列4缸4气门汽油机成功地解决了传统汽车在功率、舒适性和燃油耗之间的目标冲突,表明汽油分层直接喷射技术始终是提高汽油机燃烧效率潜力最大的一种技术措施。2004年,大众公司在这种EA113汽油机系列平台基础上又开发出了世界上第一台涡轮增压缸内直接喷射2.0L-TFSI汽油机,功率为195kW,扭矩为350Nm。2010年,为了给奥迪运动型轿车配备动力性能更好的汽油发动机,又将上述涡轮增压2.0L-TFSI燃油分层直喷式汽油机的燃油过程移植到奥迪直列5缸自然吸气2.5L-MPI多点气门口喷射汽油机上,成功地开发出了功率250kW,扭矩450Nm的2.5L-TFSI增压燃油分层直喷式汽油机。本文将详细介绍4缸自然吸气2.0L-FSI燃油分层直喷式汽油机和5缸涡轮增压2.5L-TFSI燃油分层直喷式汽油机。     

欧洲稀燃缸内直接喷射汽油机车型的评估

稀燃汽油缸内直接喷射燃烧是一种很有前途的燃烧技术,可在满足未来排放要求的情况下显著提高燃油效率。虽然在美国市场上部分车型已实现化学计量比汽油缸内直接喷射技术的商业化运作,却还没有稀燃汽油直接喷射车型出现,而这种车型已在欧洲市场上市。美国橡树岭国家试验室获得了1台配装2.0 L稀燃汽油直接喷射汽油机的欧洲产BMW 1系轿车,利用底盘测功器对其进行测量,分别在美国行驶循环(联邦测试循环)、公路燃油经济性测试循环和US06联邦增补测试循环,以及稳态脉谱下检测了发动机和排气后处理系统的性能和排放。在研究过程中,同时对车辆使用轻度混合动力技术(发动机起动-停车系统和交流电机智能控制)时的性能进行了评估。对试验数据作了分析,并根据美国市场对燃油经济性和排放所提出的要求,量化了稀燃汽油直接喷射与轻度混合动力技术的优缺点。这些数据经过整理后将用于开发和运用常规或先进的动力总成车辆的仿真。     

欧洲稀燃直喷式汽油车型评估

稀燃汽油缸内直接喷射燃烧是一种很有前途的燃烧技术,可在满足未来排放要求的情况下显著提高燃油效率。虽然在美国市场上部分车型已实现化学计量比汽油缸内直接喷射技术的商业化运作,却还没有稀燃汽油直接喷射车型出现,而这种车型已在欧洲市场上市。美国橡树岭国家试验室获得了1台配装2.0 L稀燃汽油直接喷射汽油机的欧洲产BMW 1系轿车,利用底盘测功器对其进行测量,分别在美国行驶循环(联邦测试循环)、公路燃油经济性测试循环和US06联邦增补测试循环,以及稳态脉谱下检测了发动机和排气后处理系统的性能和排放。在研究过程中,同时对车辆使用轻度混合动力技术(发动机起动-停车系统和交流电机智能控制)时的性能进行了评估。对试验数据作了分析,并根据美国市场对燃油经济性和排放所提出的要求,量化了稀燃汽油直接喷射与轻度混合动力技术的优缺点。这些数据经过整理后将用于开发和运用常规或先进的动力总成车辆的仿真。     

大众公司FA113系N2．0L-FSI燃油分层直喷式汽油机详解（四）

2003年大众公司在1．8L-5V-92kW进气道喷射汽油机的基础上为第2代奥迪（Audi）A3和A4轿车开发了一种新型横置式2．0L-4V-FSI分层直接喷射汽油机,除了将发动机功率由92kW增加到110kW使汽车的动力性得到了显著提高外,还使汽车燃油耗降低了大约IL/100km,同时更加舒适,并达到了当时欧洲实施的欧Ⅳ废气排放标准。这种采用汽油分层直接喷射（FSI）技术的直列4缸4气门汽油机成功地解决了传统汽车在功率、舒适性和燃油耗之间的目标冲突,表明汽油分层直接喷射技术始终是提高汽油机燃烧效率潜力最大的一种技术措施。2004年,大众公司在这种EAll3汽油机系列平台基础上又开发出了世界上第一台涡轮增压缸内直接喷射2．0L—TFSI汽油机,功率为195kW,扭矩为350Nm。2010年,为了给奥迪运动型轿车配备动力性能更好的汽油发动机,又将上述涡轮增压2．OL—TFSI燃油分层直喷式汽油机的燃油过程移植到奥迪直列5缸自然吸气2．5L—MPI多点气门口喷射汽油机上,成功地开发出了功率250kW,扭矩450Nm的2．5L—TFSI增压燃油分层直喷式汽油机。本文将详细介绍4缸自然吸气2．OL—FSI燃油分层直喷式汽油机和5缸涡轮增压2．5L—TFSI燃油分层直喷式汽油机。     

Mercedes Benz轿车用新型4缸涡轮增压直接喷射汽油机

2011年底,新型1.6 L涡轮增压直接喷射汽油机被批量配装在新型B级Mercedes—Benz轿车上问世。这种采用Mercedes—Benz燃烧过程的全新直列4缸直接喷射汽油机系列已投入使用,并将压电喷油器直接喷射技术和最佳涡轮增压设计与降低摩擦的基本型发动机相结合,以满足对机动性、燃油耗和舒适性等方面的高要求。     

用于增压直接喷射汽油机的喷束引导燃烧过程

未来,燃烧在汽油机降低燃油耗方面将起到关键作用。英国Ricardo公司应用新型喷束引导燃烧过程的汽油直接喷射方法能使涡轮增压汽油机以非常有利的燃油耗值,在部分运行范围内以典型的柴油机燃油耗值运行。应用这种技术,汽油机能几乎完全无节流地运行,并能在绝大部分的特性曲线场内利用稀薄燃烧的优势。这种燃烧方法燃用汽油运行,也能燃用诸如E85或M40等燃油正常工作。     

大众奥迪EA888系列 1.8L增压燃油分层直喷式汽油机详解(二)

2003年大众公司在1.8L-5V-92kW进气道喷射汽油机的基础上为第二代奥迪A3和A4轿车开发了一种采用齿形皮带传动的新型横置式自然吸气2.0L-4V-FSI分层直接喷射汽油机,其内部型号为EA113汽油机系列。2004年在此平台基础上开发的世界上第一台涡轮增压缸内直接喷射2.0L-TFSI汽油机批量投入生产。而2006年新开发的采用链传动的1.8L-TFSI汽油机是在全新设计的基础发动机上应用了升级版的增压燃油分层直接喷射(TFSI)燃烧     

采用进、排气门正时控制系统的新1.6 L 4缸直接喷射涡轮增压汽油机的开发

介绍一种采用汽油直接喷射系统和双连续可变气门正时控制系统的新1.6 L 4缸涡轮增压汽油机。较高的环境性能要求迫使汽油机必需进一步提高效率。同时,改善动力性能对于增强车型的竞争力及市场的认知度十分重要。为了满足上述要求,开发了一种1.6 L直接喷射涡轮增压汽油机。通过采用多种减摩技术,该机型达到了与2.5 L自然吸气汽油机相同的高动力性能,而且其较低的燃油耗可与排量较小的汽油机相媲美。此外,该汽油机达到了美国低排放车第2阶段-超低排放车和欧5排放法规要求的低尾气排放性能。该汽油机已被命名为MR16DDT,第1款配装MR16DDT汽油机的车型是Juke。详细介绍了该款新型汽油机采用的各项技术。     

21世纪是柴油车的时代(二)

现代柴油机已开始采用直喷式燃烧室、四气门、电控系统、涡轮增压和中冷、可变截面涡轮增压器、废气再循环(EGR)、高压燃油喷射系统、废气后处理系统等，使柴油机的燃油经济性和排放性能得到明显提高，已可完全满足欧Ⅲ、欧IV甚至欧V排放法规。     

欧Ⅵ的技术方案浅谈

欧Ⅵ技术路线升级各国家地区采取的升级策略有很多,欧洲大部分地区是在欧ⅤSCR技术基础上增加DPF和EGR技术,而美国的USEPA2010是在USEPA2007的基础上增加DPF＋EGR＋SCR技术. 如果要满足欧Ⅵ的排放要求,发动机本体和后处理都要做技术升级.首先发动机本体要有先进的燃烧系统和燃油喷射系统做保证,最大喷射压力高达2000bar（一般采用高压共轨技术）;可变截面的涡轮增压器、两级增压和EGR＋中冷技术在很多主机厂也会被用到;另外,可能增加后喷保证DPF再生.     

直接喷射式汽油机

日本丰田公司和德国大众公司分别开发了自己的直接喷射式汽油机，其目的都是为了既降低污染排放又提高燃油经济性。同一些直喷式柴油机一样，汽油被直接喷火燃烧室内，这样发动机在正常运转范围内提高了燃烧效率。直接喷射的困难在于要求燃烧稳定，性能优而NOX排放较少。解决上述问题就在于采用分层燃烧技术再辅以高压喷射。丰田公司的2．0L4缸D－4汽油发动机的特点是采用了计算机控制的压电喷射器，这种喷射器在世界上尚属首次应用。该系统需要配以高精度调节的EGQ（废气再循环）装置。这种EGQ装置是由一定范围空燃比传感器来控制，其…     

2．0L涡轮增压进气道喷射与缸内直接喷射汽油机应用无节气门负荷控制策略的对比研究

对1台2．0L涡轮增压进气道喷射汽油机和1台对比用的2．0L涡轮增压缸内直接喷射汽油机进行了台架试验研究，这2台汽油机都采用全机械式连续可变气门升程技术的无节气门负荷控制策略。对比中使用的基础发动机是不带连续可变气门升程机构的缸内直接喷射涡轮增压汽油机。运行试验重点是研究部分负荷时的燃油耗及全负荷时的低速最大扭矩。在这...     

二代直喷

大众TFSI(涡轮增压缸内直喷)发动机已经被我们所熟知。如今,宝马抢先推出了双涡轮增压的第二代缸内直喷发动机。它应用了高精度燃油喷射系统,具备了前所未有的动力和扭矩。直喷技术有助于稀薄燃烧(让汽油在很稀的混合状态下燃烧)。为了实现更加完美的稀燃,第二代     

现代缸内直喷式汽油机（十八）

2004年奥迪公司将20L—T—FSI分层直接喷射增压汽油机推向市场,这是该公司第一次在直喷式汽油机上应用废气涡轮增压,而最新的1．8L—T—FSI直喷式汽油机是在全新设计的基础发动机上应用了升级版的增压燃油分层直接喷射（T—FSI）燃烧过程。不断创新的T—FSI技术为这种最新的机型提供了更大的低速扭矩和更低的燃油耗,同时新一代的发动机管理系统和喷油系统还能满足未来特超低排放汽车（SULEV）废气排放法规的要求。     

大众奥迪EA888系列1.8L增压燃油分层直喷式汽油机详解(一)

2003年大众公司在1.8L-5V-92kW进气道喷射汽油机的基础上为第二代奥迪A3和A4轿车开发了一种采用齿形皮带传动的新型横置式自然吸气2.0L-4V-FSI分层直接喷射汽油机,其内部型号为EA113汽油机系列。2004年在此平台基础上开发的世界上第一台涡轮增压缸内直接喷射2.0L-TFSI汽油机批量投入生产。而2006年新开发的采用链传动的1.8L-TFSI汽油机是在全新设计的基础发动机上应用了升级版的增压燃油分层直接喷射(TFSI)燃烧     

兼顾驾驶愉悦性与环保性能的清洁型柴油机

为了满足改善汽车燃油经济性和降低汽车废气排放的要求,稀燃、涡轮增压、小型化及混合动力等汽油机技术的应用得到推广。同时,对于柴油机而言,高性能喷油系统及排气后处理系统等技术均存在成本偏高的问题。马自达公司推出Skyactiv-D 2.2L清洁型柴油机,不仅能使车辆具备高热效率和良好的燃油经济性,还能兼顾驾驶愉悦性和优异的排放性能。     

Fiat公司极度小型化的2缸汽油机

新型0.9 L 2缸增压汽油机是Fiat动力传动技术公司发动机开发的重要里程碑。被命名为"Twinair"的汽油机是极度小型化的杰出代表,不仅其总排量被减小,而且气缸数也减少了。通过废气涡轮增压与Multiair可变气门机构相结合,达到了出众的发动机功率,即相当于排量比其大50%的自然吸气发动机的功率,而且至少节油25%,废气排放满足目前实施的欧5排放标准。此外,Twinair 2缸汽油机的整个系统是按欧6排放标准要求设计的。由于采取了全面的优化措施,其噪声-振动-平顺性性能也成了小排量发动机的新标杆。     

汽油机稀薄燃烧技术发展分析

汽油机的燃油经济性比柴油机差,所以降低汽油机的能耗则显得更为迫切.稀薄燃烧是提高汽油机燃油经济性的重要手段.近些年来,对以分层稀薄燃烧缸内直喷汽油机和均质压燃汽油机为代表的新型稀薄燃烧模式的研究,极大地提高了汽油机的燃油经济性.本文论述了稀薄燃烧的实现方式及其优缺点,并重点介绍了稀薄燃烧的三种形式:气道喷射稀燃系统(PFI)、直接喷射稀燃系统(GDI)和均质混合气压燃系统(HCCI),且相互比较.文章最后简要论述稀薄燃烧的发展趋势及我国在这方面的研究状况.     

“透过上海车展,看汽车新技术”系列报道之四 汽油发动机技术的发展趋势

在本世纪头10年间,车用汽油发动机的动力性能、燃油经济性及排放性能都得到了稳步提高,尤其是燃油经济性每年降低的幅度超过2%,这为降低二氧化碳排放做出了极大的贡献。实现这些进步的关键技术是缸内直接喷射技术及其燃油喷射系统、可变气门配气机构、涡轮增压以及高效率的排气后处理装置。