一种减少二氧化碳和氮氧化物排放的有效解决方案

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(CO_2)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(NO_x)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CO_2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。理论当量比燃烧涡轮增压直接喷射汽油机可以采用传统的三效催化转化器,故成本最低。分层燃烧直接喷射汽油机预计需要附加稀燃NO_x捕集器,而满足欧6标准的柴油机则需要附加柴油颗粒过滤器(DPF),并可能要采用NO_x后处理系统。虽然,目前对满足欧6 NO_x排放标准的后处理系统尚不了解,但增加的DPF、带稀燃NO_x捕集器的DPF,或带尿素选择性催化还原的DPF系统,都会使发动机在成本和安装方面面临挑战。对3缸涡轮增压直接喷射汽油机和其他发动机在降低CO_2排放与系统成本之间的价值权衡进行对比分析,并给出了结论。分层燃烧涡轮增压直接喷射汽油机与进气道燃油喷射4缸基本型汽油机相比,其CO_2排放量减少22%以上。采用可变气门驱动装置和传统三效催化转化器的理论当量比燃烧直接喷射汽油机的CO_2排放有可能减少18%。在欧6排放水平下,理论当量比燃烧涡轮增压直接喷射3缸汽油机动力总成具有理想的使用价值。在无稀燃后处理系统的情况下,如果3缸涡轮增压柴油机能满足NO_x排放标准的要求,则其价值能与汽油机的相当。因发动机本身NO_x排放较高而需要采用稀燃后处理系统的动力总成劣势明显。基于紧凑型汽车对价格的敏感性,根据价值分析预测,3缸涡轮增压直接喷射汽油机符合动力总成的选择要求。     

Hyundai公司新型Theta增压缸内直接喷射汽油机

为了成为高燃油效率和低二氧化碳排放绿色动力战略的一份子,Hyundai公司已开发出一种2.0 L Theta涡轮增压缸内直接喷射汽油机,以取代大排量汽油机。通过采用各种不同先进技术组合的新设计方案及系统的不断优化,使Theta涡轮增压缸内直接喷射汽油机在明显改善燃油效率的同时,达到了与3.5 L自然吸气汽油机相同的功率。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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...     

宝马公司3L双涡轮增压均质燃烧直喷式汽油机介绍(一)

<正>宝马公司的涡轮增压汽油机已具有悠久的历史。1974年推出的BMW 2002 Turbo型轿车是世界上第一辆装用涡轮增压汽油机的量产汽车(图1)。1980年搭载3.2L-6缸涡轮增压汽油机的745i轿车成为当时车型型谱中的顶级车型。1983年公司又通过废气涡轮增压使1.5L排量的汽油机的功率高达735kW以上,搭载于一级方程式世界冠军赛车上。但是,当时的涡轮增压汽油机却存在燃油耗高和加速响应性能不良的致命弱点,这是宝马公司自从上世纪80年代末开始放弃继续开发涡轮增压汽油机的主要原因。     

富士重工公司的直接喷射涡轮增压汽油机

富士重工公司为新型Subaru Legacy车开发出新一代水平对置发动机系列,包括2.0 L直接喷射涡轮增压FA20型汽油机和2.5 L自然吸气FB25型汽油机等机型。新发动机采用多项新技术,能满足减少排放与降低燃油耗的要求。介绍上述新型汽油机应用的新技术与具体配置。     

新型直列3缸1.2 L机械增压汽油机

介绍新型1.2 L 3缸HR12DDR型汽油机,其开发目标是达到欧洲B级车市场最低的二氧化碳排放,并通过优异的动力输出性能来满足用户的驾驶乐趣。同时,该汽油机的开发目的也是为了满足日趋收紧的法规要求,以及将来取代轿车柴油机。2011年,该汽油机已被应用在日产汽车欧洲市场的Micra车型上,达到了新欧洲行驶循环的二氧化碳排放限值95 g/km。为了降低燃油消耗率,通过提高压缩比,最大限度地提高热效率,并尽可能降低机械摩擦损失。通过汽油直接喷射系统优化燃烧。选择带有旁通阀和电磁离合器的机械增压系统,在不牺牲动力性的前提下实现更好的燃油经济性。详细介绍了HR12DDR型汽油机及其应用的技术亮点。     

Volkswagen公司1.4 L燃油分层直接喷射汽油机全系列型谱的发展（第1部分）

节能减排是现代车用发动机发展的永恒主题和不懈追求的目标。近12年来,Volkswagen公司在1.4 L汽油机平台的基础上,运用汽油缸内分层直接喷射和增压等新技术,开发出1.4 L燃油分层直接喷射自然吸气机型和1.4 L涡轮-机械式复合增压分层喷射(TSI)机型,不同的功率等级满足了众多车型的需求,并实现了优异的燃油耗和卓越的行驶动力性,满足了日趋收紧的排放标准限值要求,树立了车用汽油机发展的新里程碑。2012年,又应用统一的标准部件实现模块化结构型式,开发了新一代1.4 L TSI汽油机,大大降低了量产和用户维修保养的成本。继而,首次在小型直列4缸机上运用气缸切断技术,以进一步挖掘节油潜力。介绍了Volkswagen公司1.4 L汽油机全系列型谱各机型的结构和性能,旨在使读者能从世界著名跨国公司开发系列机型的演变过程中,借鉴现代新技术、新工艺和新材料,拓展思路,充分利用开发新系列产品的成功经验。这是一种事半功倍的有效方法。     

Volkswagen公司1.4 L燃油分层直接喷射汽油机全系列型谱的发展（第2部分）

节能减排是现代车用发动机发展的永恒主题和不懈追求的目标。近12年来,Volkswagen公司在1.4 L汽油机平台的基础上,运用汽油缸内分层直接喷射和增压等新技术,开发出1.4 L燃油分层直接喷射自然吸气机型和1.4 L涡轮-机械式复合增压分层喷射(TSI)机型,不同的功率等级满足了众多车型的需求,并实现了优异的燃油耗和卓越的行驶动力性,满足了日趋收紧的排放标准限值要求,树立了车用汽油机发展的新里程碑。2012年,又应用统一的标准部件实现模块化结构型式,开发了新一代1.4 L TSI汽油机,大大降低了量产和用户维修保养的成本。继而,首次在小型直列4缸机上运用气缸切断技术,以进一步挖掘节油潜力。介绍了Volkswagen公司1.4 L汽油机全系列型谱各机型的结构和性能,旨在使读者能从世界著名跨国公司开发系列机型的演变过程中,借鉴现代新技术、新工艺和新材料,拓展思路,充分利用开发新系列产品的成功经验。这是一种事半功倍的有效方法。     

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。     

大众公司EA111和EA112系列1．4L燃油分层直喷式汽油机（五）

节能减排是现代乘用车发动机发展的永恒主题和不懈追求的目标。12年来,大众公司在EAIII系列1．4L汽油机平台的基础上,运用汽油缸内分层直接喷射和增压等现代新技术,开发出了1．4L—FSI自然吸气机型和1．4L—TSI废气涡轮与机械式复合增压机型。2012年,大众公司又应用统一的标准部件实现模块化结构型式．开发出新一代EA211汽油机系列1.4L-TSI涡轮增压直喷式汽油机,大大降低了大批量生产和用户维修保养的成本。     

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     

BMW公司新型4缸2.0 L增压直接喷射汽油机

BMW公司开发了一种新型2.0L 4缸涡轮增压直接喷射汽油机,旨在明显降低燃油耗的同时,进一步提高行驶动力性能和驾驶乐趣,使其成为高效动力学经营战略的另一个重要组成部分。将来,该机型计划被配装在BMW公司几乎所有车型上。     

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     

博格华纳涡轮增压器运用于奥迪2．0L FSI发动机

博格华纳涡轮增压系统日前与奥迪公司合作开发出世界上第一台燃油直喷涡轮增压汽油机——Audi 2.0L FSI。该发动机结合了燃油分层喷射(FSI)与废气涡轮增压的优点，动力强劲、性能好，且油耗适中．能满足EUIV和ULEV排放要求．以及未来OBD(车载诊断)系统的要求。该发动机被应用于奥迪新款A3 Sportback轿车，最近又用在奥迪A4、高尔夫GTI和帕萨特上。     

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。     

大众公司EA111和EA112系列1.4L燃油分层直喷式汽油机(二)

节能减排是现代乘用车发动机发展的永恒主题和不懈追求的目标。12年来,大众公司在EA111系列1.4L汽油机平台的基础上,运用汽油缸内分层直接喷射和增压等现代新技术,开发出了1.4L-FSI自然吸气机型和1.4L-TSI废气涡轮与机械式复合增压机型。2012年,又应用统一的标准部件实现模块化结构型式,开发出新一代EA211汽油机系列1.4L-TSI涡轮增压直喷式汽油机,大大降低了大批量生产和用户维修保养的成本。本文以翔实的资料系统地介绍了大众公司1.4L汽油机全系列各机型的结构和性能,旨在使读者了解世界著名跨国公司的现代新技术、新工艺、新材料及其创新思路,并以节能减排为主线,展示乘用车汽油机系列机型的演变过程,作为相关乘用车发动机使用、维修与保养的借鉴。