BMW双涡轮增压汽油机.docVIP

2006年第15届Aachener 汽车-和发动机技术研讨会 1095 采用涡轮增压高精度喷射的新BMW双涡轮汽油发动机 摘要 2006年第15届Aachener 汽车-和发动机技术研讨会 1096 1 导言 2006年6月，BMW公司推出了采用BMW335i顶级-发动机装备的新型3-系列样车。采用涡轮增压直列6缸发动机可使汽车按最有利油耗达到突出的行驶功率。排量3.0l汽油发动机使具有印象深刻的扭矩-和功率曲线，绝对行驶功率成为可能。[1] 扭矩[min-1] 图1：具有高精度喷射的BMW双涡轮汽油发动机的发动机数据 2006年第15届Aachener 汽车-和发动机技术研讨会 1097 BMW对335i再次突出采用了废气涡轮增压。同改革的直喷“高精度喷射”相联是到位的双涡轮-发动机，不仅具有同目前油耗结合突出的功率展现，而且可以满足世界范围内现实的废气法规要求。在此将对如何获得增压和喷射系统特殊特性和特别是功能优点的结合予以尽可能地探讨。 2 历史 BMW不但对直喷而且对废气涡轮增压技术都已具有了长久和成功的历史（图2）。作为欧洲的首批-轿车，BMW于1973年装备了带废气涡轮增压的涡轮2002型（发动机），并在1980年借助大型的6-缸-涡轮发动机进一步装备到了BMW745i中，两个经革新技术的车型今天还处于辉煌状态。而且直喷技术还被BMW用于了多层（进气）。除上个世纪中大批的飞机发动机外，为使功率能力得到进一步提高，目前装备直喷的12-缸-Valvetronic-发动机已在BMW760i中投入使用。 不论是直喷还是废气涡轮增压，这些技术的使用都始终中在BMW-汽车产生中起着主要影响，其成熟度技术的各项潜力已相应达到目标实现转化。对世界范围的降耗，BMW自2001年开始已把Valvetronic技术转化落实在所有同第1代缸壁引导汽油直喷（缸内喷射）比较具有类似降耗潜力的汽油发动机中。 利用高精度喷射的射束引导方法，BMW开始冲击汽油发动机开发中未来目标明确的新篇章。同样与废气涡轮增压实现改革相关联的该项工作使传统得到进一步发扬并在动力学与效率上显示了新领域。 2006年第15届Aachener 汽车-和发动机技术研讨会 1098 图2：BMW废气涡轮增压和直喷历史 3系统方案和-配置 新BMW双增压6缸-发动机使低转速下的高扭矩同BMW直列6缸-发动机一直表现突出的轻快旋转和功率特性达到相一致。对此基本前提条件是废气涡轮增压和高精度喷射的结合。为可在整个转速范围按最高效率进行增压变化和燃烧方法的调节，利用同BMW Bi-VANOS在进-/排气侧优化配置对气门控制时间的调整相关联表现。首先燃烧室内燃油直喷允许压缩比明显提高，因为根据燃油的汽化热函可减少爆震危险性。如上世纪70年代和80年代增压BMW-发动机必须用6.9及7.0：1的压缩比保证，则采用10.2：1新双缸涡轮增压发动机运动已可在实际吸气式发动机范围实现。除更高扭矩效率外，压缩比使燃烧方法（工艺）的效率有了明显改善。通过这些措施总结可实现同增压进气管发动机比较降耗达10%的目标。除压缩比提高外，还使直喷增压系统的分层进气配置成为可能，因为目前为止存在的目标冲突已可得到解决：为能够按低转速获得最高扭矩，可利用直喷和Bi-VANOS系统对状态进行调整，按主动吹洗压差通过燃烧室提供新鲜气体，使燃烧室现存的残余气体全部从燃烧室冲出。 2006年第15届Aachener 汽车-和发动机技术研讨会 1099 由此，涡轮机可直接利用更高的能量流获得供给，该能量流主要提高的是增压压升和由此低转速时的扭矩。由此，该工况下压缩机提供按发动机耗费更多的空气，而且压缩机改造基本配置也为可行。压缩机可选择较大规格，这样在高转速时对效率也会产生积极影响。由此实现增压和直喷结合对按低转速优良扭矩构成和到最高转速汽油发动机典型功率扩展设计的前提条件-即利用时代要求的油耗的高效率匹配。 图3：直喷和涡轮增压对功率状态的影响 4 改进的废气涡轮增压 增压系统的功能特性具有借助可利用转速带至最高转速和按焦点（油门）控制踏板动作突出的响应信号的功率特征。 2006年第15届Aachener 汽车-和发动机技术研讨会 1100 该要求可在借助两套提供的废气涡轮增压器的系统设计设计中实现，而该废气涡轮增压器处理的是每次3个汽缸工作组的废气流。 4.1 增压系统结构 该配置的首要目标是1个较大增压器比较2个较小增压器降低的惯性。按空气间隙隔