汽车发动机热效率指的是发动机输出的机械功与燃烧燃油产生的化学能之间的比率,提升热效率意味着发动机能更有效地将燃料的化学能转化为机械能,从而提高燃油经济性,降低尾气排放。以下介绍一些提升汽车发动机热效率的关键技术。
米勒循环技术是一种有效的方式。传统的奥托循环发动机,进气、压缩、做功、排气四个冲程中,压缩比和膨胀比是相同的。而米勒循环通过改变进气门关闭时间,使实际压缩行程小于膨胀行程。这样在压缩阶段,部分混合气会被推回进气管,减少了压缩负功,提高了膨胀比,让燃烧后的气体有更多时间和空间膨胀做功,进而提升热效率。不过,米勒循环也会导致发动机在低转速时动力输出不足,所以一般会与涡轮增压技术结合使用。

废气再循环(EGR)技术也能提升热效率。它是将发动机排出的部分废气重新引入进气管,与新鲜空气混合后进入气缸参与燃烧。废气中含有大量的二氧化碳和水蒸气等惰性气体,这些气体比热容大,能吸收燃烧过程中的热量,降低燃烧温度,减少氮氧化物的生成。同时,由于废气的加入,新鲜混合气的浓度相对降低,燃烧速度变慢,使燃烧过程更加接近等容燃烧,提高了热效率。
可变气门正时与升程技术同样重要。可变气门正时技术可以根据发动机的不同工况,精确控制气门的开启和关闭时间,使进气和排气更加合理。在低转速时,延迟进气门关闭时间,增加进气量,提高扭矩;在高转速时,提前进气门开启时间,保证充足的进气,提升功率。可变气门升程技术则可以改变气门的开启高度,在不同工况下实现最佳的进气量和混合气形成,进一步提高燃烧效率和热效率。
直喷技术也是关键之一。缸内直喷技术是将燃油直接喷射到气缸内,与传统的进气道喷射相比,它可以更精确地控制喷油量和喷油时间,使燃油在气缸内形成更均匀的混合气,实现更充分的燃烧。而且,燃油喷射时的雾化和蒸发会吸收热量,降低气缸内的温度,减少爆震的发生,从而可以采用更高的压缩比,提高热效率。
下面通过表格来对比这些技术的特点:
技术名称 原理 优点 缺点 米勒循环技术 改变进气门关闭时间,使实际压缩行程小于膨胀行程 提高膨胀比,减少压缩负功,提升热效率 低转速动力输出不足 废气再循环(EGR)技术 将部分废气重新引入进气管参与燃烧 降低燃烧温度,减少氮氧化物生成,接近等容燃烧 可能导致燃烧不稳定 可变气门正时与升程技术 精确控制气门开启关闭时间和高度 不同工况实现最佳进气量和混合气形成 结构复杂,成本较高 直喷技术 将燃油直接喷射到气缸内 精确控制喷油量和时间,充分燃烧,降低爆震 对燃油品质要求高本文由AI算法生成,仅作参考,不涉投资建议,使用风险自担
(:贺