Mahle公司作为技术示范的小型化发动机——方案、设计和结构.pdf

2009年第 3期 国 外 内 燃 机 设 计 开 发 Mahle公司作为技术示范的小型化发动机 — — 方案、设计和结构 【德】 KorteV HancockD BlaxillH 摘要：发动机小型化是指减小排量和增压相结合。它使得汽油机完全有可能在获得 良好行驶动 力性能的同时降低燃油耗和Co 排放量。为 了展示创新发动机 小型化方案的可能性及其核心技术， Mahle公司开发 出一台独具特色的发动机 。该发动机排量 1．2L，其全 负荷性能指标使 小型化效果 达 5O％，同时具有将新欧洲行驶循环燃油耗和 CO 排放量降低 30％的潜力。 关键词：小型化发动机 设计 结构 排放 燃油耗 0 前言 转速范围内的扭矩特性和瞬态响应性能是创新 的小 型化方案能否被用户认可的关键要素 。 在进一步收紧 HC、CO和 NOx排放 限值 的同 时，又要降低 CO 排放量，这是对未来发动机和汽车 1 开发 目标 开发者的巨大挑战。 发动机小型化创新方案的可能性及其机遇是开 正在讨论 中的新欧洲行驶循环 (NEDC)CO。排 发技术示范机型的动力 。作为核心技术 ，增压系统、 放量为 130g／km，这对于搭载排量大于 1．4L汽油 机的汽车来说是难 以达到的(图 1)。而一旦 自然吸 汽油直接喷射和可变气门正时始终是开发小型化发 气发动机排量缩小到 1．4L，它可能达到的扭矩和功 动机的关键 。获得良好效率的基本前提条件是热力 率将被限制在 160N ·m和80kw ，这样随着汽车尺 学优化 ，以及减少摩擦和减轻发动机重量。对于应 寸和重量的增加 ，汽车的动力性能将会变差。 用在发动机上的系统和零部件，以及创新零部件而 言，重要的是其成本和实现批量生产 的解决方案。 该技术示范机型被设计成排量为 1．2L的3缸发动 机 ，具有单级和两级废气涡轮增压 的规格 。表 1所 与 列数值已被确定为该机型全负荷特性和燃油耗的 目 釜 标值 。 8 表 1 1．2L小型化发动机的性能 目标值 U o 复 全负荷特性 参数 单级增压 25OO～3000r／min时最大扭矩 ／(N ·m) 21O 平均有效压力 ／MPa 2．2 6000r／min时最大功率／kW 90 图 1 不 同排量汽油机和柴油机 的c0 排放量 升功率 ／(kW ·L ) 75 两级增压 为了缓和 CO 排放量与燃油耗和汽车动力性之