高膨胀比汽油机作为降低汽油机油耗的技术方向之一,其可通过VCR或VVT技术实现阿特金森/米勒循环,在提高发动机热效率方面效果显著。但VCR技术应用尚不成熟,LIVC则存在进气回流、燃烧与排放控制方面的问题。同时总结了EGR与高膨胀比循环相结合优化汽油机工作过程的研究成果,并论述了EGR在汽油机节能减排方面的最新进展,提出了基于EGR稀释的高膨胀比汽油机高效清洁燃烧的技术路线。 虽然VCR技术在国外取得了一定进展，但未获得大规模推广，制约了该技术路线的发展。英国内燃机研究协会利用液压技术发明了可变压缩高度的活塞，并在此基础上发明了对置式发动机[6]。SAAB公司开发了可变压缩比（SaabVariableCompression，SVC）发动机，利用气缸与活塞部分绕曲轴旋转改变燃烧室容积，实现压缩比在8~14之间可变[7]。FEV公司通过曲轴偏心移位实现可变压缩比的增压汽油机的研发，压缩比可在8~16之间进行调节[8]。但上述VCR发动机均没有获得产业化推广。汽油机研究综述-电动液压滚圆机滚弧机折弯机数控钢管滚圆机滚弧机折弯机图1高膨胀比汽油机的技术路径目前高膨胀比汽油机的技术路线多采用第2种方案，即通过VVT实现非对等大小的膨胀比和压缩比。 本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name其节能效果显著但动力性下降的问题突出。例如Anderson等通过LIVC控制发动机的热力循环过程，与自然吸气的传统发动机相比，其最大扭矩下降了35%[9]。万玉等的研究表明，高膨胀比发动机可以在低负荷通过进气门早关（EarlyIntakeValveClosing，EIVC）实现米勒循环以提高燃油经济性，也可在高负荷通过LIVC实现阿特金森循环来抑制爆震，但过多推迟进气门关闭（IntakeValveClosing，IVC）导致进气回流，影响充气效率，动力性下降[10]。Gheorghiu进一步分析了动力性下降的机理，指出进气回流造成气流振荡，进入气缸的混合气减少，降低了平均有效压力，削弱了动力性[11]。目前应对高膨胀比汽油机动力性不足的问题，往往采用混合动力汽车技术，通过电机来弥补其动力性，因此高膨胀比汽油机在混合动力汽车领域获得了广泛应用，如丰田普锐斯、本田雅阁、奔驰S400、长安志翔等混合动力汽车均采用了该技术。但混合动力汽车涉及到发动机-电池-电机系统之间的能量协调控制，发动机运行工况与传统2018年第1期图2进气增压与提升几何压缩比关联影响由于可以通过排气门早关，进气门晚关，形成负阀重叠角使得废气滞留在缸内来实现内部EGR，所以高膨胀比汽油机与负阀重叠提升内部EGR率的方式相辅相成。Wang等研究表明，通过LIVC策略实现阿特金森循环发动机，膨胀比越大热效率越高，且同时高膨胀比具备较高的残余废气，有效抑制了NOx的排放[24]。外部EGR是通过EGR阀体、EGR管路、中冷器等部件构建废气再循环系统，使发动机产生的废气再送回气缸参与油气混合与燃烧的技术。该技术在高膨胀比汽油机领域取得了不错的效果。Kawamot等研究表明第二代丰田普锐斯高膨胀比发动机引入EGR后比第一代普锐斯高膨胀比发动机有效燃油消耗率降低8.5%，相对于同种规格的传统汽油机有效燃油消耗率降低10.2%[25]。苏建业等基于增压小型化GDI汽油机开展了米勒循环与外部冷却EGR的研究，与原机相比，在1000～3000r/min低负荷和高负荷工况区域燃油经济性提高了6%～9%[26]。Ratnak等在增压PFI高膨胀比汽油机引入10%的冷却EGR，其理论热效率仿真结果高达48.2%[27]。王家盛等研究发现米勒循环在低速大负荷工况下碳烟排放出现大幅上升，而结合EGR技术可以有效抑制碳烟的同时降低油耗8.6%[28]。吴学松等围绕自然吸气阿特金森循环发动机的试验表明，在不同负荷下通过增加5%～15%外部EGR可以进一步提高4.3%～10.2%的燃油经济性，同时可以降低NOx排放，最高可降88.5%，负荷越高，EGR率越大，且油耗改善效果越好[29~30]。沈颖刚等在1000r/min全负荷下对可变压缩比单缸汽油机的研究表明，EGR率超过5%不利于提升热效率，几何压缩比为9时，EGR从10%升高15%，油耗增加3.17%，但通过提升几何压缩比?汽油机研究综述-电动液压滚圆机滚弧机折弯机数控钢管滚圆机滚弧机折弯机 本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name