发动机技术报告.pdf

2012/7/10 2011201052 | 周 浩 动力机械 及工程 2011 年度国际最佳引擎——FIAT 0.9 TWINAIR技术解析 一、概述 菲亚特动力科技日前在 2011 年国际引擎大奖评选中获得殊荣，其最新的 900 毫升 TwinAir 获得 4 项大奖。本奖项是由 36 个不同国家的 76 名专业记者评选出 的，TwinAir 不但在 1000 毫升以下组别评选中获胜，在所有引擎的评选中更是荣 膺最佳，获得 2011 年度国际引擎最佳。同时，TwinAir 还获得了 2011 年度最佳新 引擎，2011 年度最佳绿色引擎，共计 4 项大奖，成为该评选的最大赢家。 本文将带着对 Fiat 0.9TwinAir 两缸发动机的欣赏之情，在介绍其基本技术参 数的基础上，对其关键技术和控制策略等方面进行深入分析。 二、Fiat 0.9 TwinAir 基本技术参数 图 1 TwinAir 发动机不同侧面图 TwinAir 发动机的两个气缸精确排量为 875cc，其压缩比为 10:1。菲亚特的设 计师称他们还对发动机的每个零件进行优化，以使发动机摩擦降到最低。而且由 于体积较小，零件质量较轻，这款发动机的总重量仅为 85kg。而在性能方面，这 款发动机的动力为 85 马力（5500rpm），扭矩 145Nm（1900rpm），在 1750rpm 时， 达到 90%的扭矩峰值。相比 875cc 的排量而言，这样的动力可谓是“非常强劲” （图 1）。 TwinAir每缸四阀，带有 MultiAir硬件和在进气凸轮轴上带有控制操作的双 顶置凸轮轴。这个系统能够变化阀门开度来适应操作条件和控制空气流量，而不 用使用节气门，减少了泵气损失。发动机装配平衡轴对 NVH来说是非常重要的， 用来减少开始点火顺序的频率。发动机缸体是铸铁的，机油盘的结构特征对 NVH 来说也是很重要的，发动机缸体有一个很深的裙部。而且所有的设计都进行了优 化来减少内部摩擦。 TwinAir 发动机不仅能耗低，同时也实现了低排放。根据菲亚特发布的数据， 与相同动力的更大排量发动机相比，TwinAir 发动机的二氧化碳排放量低 30%。另 外菲亚特还计划将这款发动机运用到混合动力系统中，与一款 5kW 电动机共同输 出动力，这样一来整车的油耗和排放将更低。菲亚特估计这套混动系统可以使整 车的综合油耗降低到 2.3L/100km，二氧化碳排放量仅为 70g/km。0.9 TwinAir 发动 机基本技术参数见表 1。 表 1 Fiat 0.9 TwinAir 发动机基本技术参数 0.9 TwinAir 发动机 能达到的排放标准 欧 V 气缸数 2 内径×行程 80.5×86 排量（cm3） 875 气门数/缸 4 压缩比 10.0:1 最大功率：CV-EEC（kW-EEC） @转速 85(62.5)@5500 (ECO 模式下 57kW@5500) 最大扭矩：kgm-EEC（Nm-EEC） @转速 14.8(145)@1900 (ECO 模式下 100Nm@2000) 正时类型 进气：全可变气门升程；排气：修正气门 正时 挺杆控制 进气：MultiAir；排气：RFF 分配（控制） 链条 喷油 多点喷射 点火 可控 冷却方式 风冷 发动机位置和驱动轮 后置后驱 性能和油耗 最大转速（km/h） 173 加速性（sec）：0-100km/h 11.0 油耗（l/100km）： urban – extra-urban – combined cycles 4.9 – 3.7 – 4.1 (启停系统) 4.6 – 3.6 – 4.0 (Dualogic变速和启停系统) CO2（g/km）(启停系统) 95（手动变速）·92（Dualogic 变速） 三、Fiat 0.9 TwinAir 关键技术和控制策略 图 2 TwinAir 整体图 1. 气门管理策略 TwinAir 技术 1.1 TwinAir 技术——源自核心科技 MultiAir TwinAir技术源自菲亚特动力部门开发的MultiAir技术，其基本原理是在不使 用节气门的前提下对火花点火式发动机的进气进行控制。在传统发动机中，进入 汽缸内的空气容量和压力都是由节气门来控制的，由于节气门的局限作用，这种 构造会使发动机的输入能量降低10%。而在MultiAir技术中，通过采用以功率为 导向的机械凸轮结构，可以使发动机燃烧室中的空气量进行精确的控制，从而发 挥其作用，可以使发动机的最大功率提高高达10%，同时该系统采用提前关闭进 气阀技术，最大限度地增加气缸吸入的空气流量，使低转速扭矩提升高