小排量增压汽油机的设计构想.pdfVIP

， Equipment Manufactring Technology No.9 2010 小排量增压汽油机的设计构想 钟 成 （柳州五菱柳机动力有限公司，广西柳州545005） 摘 要：从分析现有的增压技术出发，介绍了小排量增压汽油机的设计构想；使用GTPOWER对进行热力学计算来确定汽油机的基 本特性，通过分析市场上优秀发动机的结构与有限元相结合，来设计小排量增加压汽油机；采用增压技术，减少泵气损失和机械磨擦 损失，实现小排量化，让汽油机达到高的比扭矩水平，与自燃吸气发动机相比，燃油经济性非常明显。 关键词：汽油机；设计；涡轮增压技术；中冷器 相对于柴油机而言，汽油机在小排量，尤其是微型车发动 2.1 热力学计算 机领域，有其独特的应用优势及地位，通过引入涡轮增压器， 首先用GTPOWER软件，对汽油机进行一维的热力学计 汽车制造商可以提供较小排量的汽油机。与现有的同类产品 算，构建如图1的GTPOWER一维模型，在对设计的新汽油 相比，这种发动机的性能持平或更高，而油耗量较低；加上车 辆净质量的减轻，可减少汽车的碳排放量。根据对欧洲200种 如各转速下的摩擦功、扭矩等参数，并输入当前设计模型中； 汽油车的调查，相同功率的发动机，增压发动机的排量可以比 再根据目标车型的具体情况与项目要求，修改如进、排气歧管 自然吸气式的排量减小18%～35%，燃油经济性可以提高 的大小、长短、缸径、冲程等新设计汽油机的参数，用 10%左右。 GTPOWER对设计目标参数进行预测（如图2）。 1 汽油机增压的种类 （1）机械增压系统。这个装置安装在汽油机上并由皮带 与汽油机曲轴相连接，从汽油机输出轴获得动力，来驱动增压 器的转子旋转。其优点是涡轮转速和汽油机相同，因此没有滞 后现象，动力输出非常流畅。但消耗了部分动力，增压出来的 效果并不高。 （2）气波增压系统。利用高压废气的脉冲气波，迫使空气 压缩。这种系统增压性能、加速性好，但是整个装置比较笨重， 图1 汽油机GT_Power热力学计算模型 不太适合安装在体积较小的微型汽车上。 （3）废气涡轮增压系统。利用汽油机排出的废气惯性冲 150 70 140 力，来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，压送由 60 130 空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当汽油机转 120 50 ) m ） 速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更 · 110 40w N k ( ue 100 （re 多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大，可以燃烧更多的 Trao 90 30ow 燃料，相应增加燃料量，就可以增加汽油机的输出功率。一般