現(xiàn)代/韓國高校聯(lián)研發(fā)動(dòng)機(jī)注水直噴技術(shù)

寶馬之前展示的發(fā)動(dòng)機(jī)注水直噴系統(tǒng)設(shè)計(jì)

近日，現(xiàn)代汽車汽油發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)團(tuán)隊(duì)以及韓國科學(xué)技術(shù)院(KAIST)的科研人員已成功合作，雙方共同在一家發(fā)動(dòng)機(jī)研究期刊上發(fā)表了一篇論文，該論文主要是研究在高載荷條件下注水直噴技術(shù)對(duì)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的影響。

目前寶馬、博世和FEV公司均已在大力開發(fā)注水直噴發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)?，F(xiàn)代和KAIST研究人員也希望通過直接將水注入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中(直噴壓力為5 MPa)，最終探究其對(duì)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)性能和碳排放的影響。

寶馬注水直噴系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)

研究人員指出，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在處于或接近全節(jié)流(即加足馬力)的狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過精確控制發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的注水量可以產(chǎn)生冷卻效果，從而在提升發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出和扭矩的同時(shí)也能降低油耗和二氧化碳排放量。

此次測試的樣本為一臺(tái)1.6升自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)原型，該發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比為13.5，同時(shí)還配備了注水直噴和燃油直噴系統(tǒng)。其中汽油缸內(nèi)直噴噴油器也可以用來注水，按照固定時(shí)間法原則，在發(fā)動(dòng)機(jī)上止點(diǎn)后−120度曲柄角的位置有規(guī)律地完成注水操作。

通過測試，研究人員發(fā)現(xiàn)，往氣缸內(nèi)注水可能會(huì)對(duì)部分載荷狀態(tài)下爆震現(xiàn)象的發(fā)生起到緩解作用，而起初爆震現(xiàn)象之所以發(fā)生主要是因?yàn)榇嬖谳^高的發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比。與此同時(shí)，注水直噴技術(shù)也使得發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)間得到優(yōu)化，制動(dòng)效果及油耗也明顯改善。

而在滿載荷條件下，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到1500至3000轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)，注水也有效地降低了在氣缸內(nèi)的溫度和排氣溫度。這也避免了過去所采用通過過度燃料供給來實(shí)現(xiàn)冷卻的方式或者降低因制動(dòng)帶來的油耗問題。

研究人員還確定了注水的最佳時(shí)機(jī)。由于注入過量的水也可能會(huì)給燃燒效率、燃燒持續(xù)時(shí)間及循環(huán)效率造成負(fù)面影響，因此合理的注水量可以在提升發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的同時(shí)避免爆震發(fā)生。