基于Atkinson循环的汽油机开发及性能优化

迄今为止,全球范围内的石油危机已经连续爆发过三次,能源的短缺威胁着人类社会的发展,而由化石燃料引起的环境污染问题也成为了国际社会广泛关注的话题。节能减排成为了各国政府工作的重点,汽车行业作为耗油大户也面临着新的挑战。在内燃机节油技术无法突破瓶颈而纯电动车技术又发展不足的背景下,混合动力汽车成为了未来短期内汽车发展的必然趋势。市场上的混合动力汽车已经开始广泛使用Atkinson循环发动机,它在循环理论上固有的优势是突破Otto循环在经济性方面的技术瓶颈的新的手段。 本文根据混合动力节能减排要求,在现有的奥托循环汽油机基础上,以最小的改动将其改为Atkinson循环,更大程度地实现节能减排目的。论文主要研究工作和创新之处如下： (1)从理论方面讨论了传统Otto循环与Atkinson循环的区别。然后根据Atkinson循环特点,在充分分析原型汽油机结构及工作过程基础上提出了改型方案,和考虑循环改变所需的结构改变方案,并重点考虑灵活运用双VVT进一步优化Atkinson循环发动机性能。 (2)提出了采用节气门与进排气门协同控制负荷的配气方案。由于VVT变化范围有限,本机在小负荷工况下保留了节气门而在大负荷工况下节气门全开以减小节流损失,并通过软件模拟得到了节气门与VVT控制过程的变化规律。软件优化后的性能达到了预期设计指标。 (3)以软件优化后的配气相位、点火角度和空燃比等参数为指导,对改型后的发动机进行了台架标定试验。将试验结果与软件模拟数据进行对比,结果表明,软件模拟与试验测试数据吻合,改型方案达到了预期目标。