随着要求减少尾气排放的压力渐长,目前越来越多的厂商开始生产小型发动机。添加一个涡轮增压器是一种确保性能不降低的的合理方法,但是这样的系统越来越复杂。
若要缩小发动机排量,则必须降低基础发动机的最大转速或者减少低转速时的加速度。工程师利用增压涡轮提高驱动循环中任何需要增压零件的性能。
为解决低转速的问题,最常用方法是采用一个带有卸压阀惯性较低的增压涡轮,因为该卸压阀能够关闭,防止由于发动机转速过高时而发生破碎。可以用那些需要花费较长时间获取动量的大体积涡轮来提高发动机的高端性能。
PSA标致雪铁龙集团率近一步引进新型发动机,该发动机采用,种平行连续双极增压涡轮系统。也就是说有两个小型增压涡轮在转速较高时共同运转,但是只有一个增压涡轮在发动机转速较低时传送扭矩。已经有其他双极增压涡轮系统投入生产,但是这些双极增压涡轮系统是按顺序运转,只是在某一时间工作。
上述发动机是一个排量2. 2升DW12B,四缸柴油机,可产生功率125千瓦。PSA中级范围传动系经理Lione Passeron表示,该项目献主要目标是发明一种小型发动机,用以代替PSA产品范围内的中型发动机。
“增加发动机的特定输出时,会降低低转速时的扭矩及动力性能。”Passeron说,“我们旨在达到与宝马汽车公司2002款单涡轮曾压3.0升柴油发动机同样的动力性能。”
“单涡轮增压用于整个发动机系列范围。若要保持低转速的扭矩,必须将其拆分成两个涡轮增压。第一个涡轮用于低转速时,但是始终运转。第二个涡轮在转速达到每分钟2,750转时运转。”
该系统具有较高且罕见的2.8巴推进压力。该系统与宝马汽车公司体系的主要区别在于,前者用于转速每分钟1,300至5,000转这一范围,后者具有3巴推进压力,但是应用得较迟。
该发动机在转速、每分钟1,300转时能够传送330Nm扭矩,转速每分钟1,500转时能够传送370Nm扭矩。与前一代产品DW12A相比,OW12B的燃油经济性提高了25%,低转速时扭矩提高了50%以上。
“研发该系统的主要难点在于加速及制动时的过渡阶段,”Passeron表示,.“为了过渡阶段的平稳,你需要精确的高频带宽度控制阀门,从而控制系统中的压力。”
Honeywell是懂得如何解决此问题的供应商。该系统于2003年开始研发。该技术之所以如此有效,是因为进级式控制阀能提高第二个涡轮增压的速度,即使它在第一个发动机相位期间空转也是如此。
来自第一个涡轮增压的加压空气用于避免任何漏油的可能性。此外,该系统还包含一个与发动机控制装置相连的位置反馈传感器。由于将在200了年投入市场,Honeywell还在支持研发几个串行系统。
然而,改进发动机不仅局限于改造涡轮增压器。PSA集团研发了一种新型燃烧室。通过使用铝,该公司重新设计了活塞的几何结构,这样燃烧室筒体的直径扩大了25%.加之低压缩比,该燃烧室能够生成更加均匀的空气燃油混合物。
因为燃烧室的尺寸大小限制了与气缸内壁接触的燃油量,因而能够确保燃料更充分燃烧。压缩比从18:1降低至16.6:1。
此外,这种特殊的几何结构也极大地减少了燃烧室中的涡流,从而减少内壁的热损失,并提高发动机效率。因此,与上代相比,所有驾驶条件下的燃料效率都提高了2%。
该发动机还采用了一种新型博世1 800巴共轨系统,以及带有了个135Pm喷嘴的压电喷射器,这样为该系统每个发动机循环安排了多达6个啧射器。因此,燃油喷射更精确,啧射持续时间更合适。
同时,这样能够提高对引入率的管理,或者说能够提高喷射的柴油量与喷射持续时间的比率。喷出的油雾更加细密,这样能够减少尾气排放,因为空气与燃油的混合物更均匀。
“我们打算一年为福特公司和PSA集团生产200,000台,大约为这两个公司分别生产100, 000台。”Passeron说,“生产开始于几个月前,我们目前正考虑如何应对欧五条例。”
该工程师说,公司很可能会再利用涡轮增压系统,而不是像大众汽车公司那样,采用增压器与涡轮增压结合的方式。“柴油机可以采用增压器与涡轮增压结合的方式,而且我们也曾考虑过这种方法,”Passeron说,“但是这样存在一些局限性。例如燃油经济性不佳,除非考虑采用一种复合离合器系统以便在全负荷时采用增压器。”
PSA集团曾考察过这样的系统,但是最终认为离合器的控制存在太大风险。“这是一个极其敏感的零件,我们对此没有把握,”Passeron说道,“另外,它也不具有成本优势。”
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| 来自:奥杰汽车网 |
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