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机
国外内燃
整体级联式增压空气冷却器的进气模块
【德】J.StehligR.Dingelstadt
tR,MillerJ.Taylor
2014年第4期
摘要：提高涡轮增压发动机的增压压力会造成增压空气温度升高，这不仅会提高增压空气冷却器
和进气模块的热负荷，而且，增压空气温度高对燃烧也有不利影响，不仅会使燃油耗升高，还会悉化发动机的扭矩输出和加速响应性能。Mahle公司和Behr公司开发了一种整体级联式增压空气冷却器，大力推动了整体式间接增压空气冷却器的发展。
器增压空气温度汽油机扭矩燃油耗
关键词：增压空气冷却器
0前言
在可预见的时期内，内燃机仍将是占主导地位的汽车动力装置，其进一步发展必须满足不断更新的废气排放法规要求。除了可测量到的废气排放之外，驾驶乐趣、行驶动力性能和舒适性仍将是重要的追求目标。为了实现上述目标，必须以较小的排量提高发动机升功率，而增压是满足上述要求的关键，但增压空气温度高是较难解决的间题。因此，Mahle 公司和Behr公司开发了一种新型增压空气冷却系统，以满足内燃机进一步发展的需要。为了了解这种增压空气冷却系统，并对其进行深人开发，必须具备各方面的专业知识。空气管理和机内状态的关系是冷却系统核心部件不可缺少的两方面，为此，筹集了所有必需的开发工具和设备进行开发工作。开发的两级增压空气冷却系统被称为“级联式增压空气冷却系统”
在工作准备阶段，预开发部门定量揭示了增压空气温度对燃油耗的影响，并按其影响程度进行分级。增压空气冷却能显著改善燃烧，并减小爆震倾向，因此，在高负荷下提前点火时刻，从而提高燃烧效率。同时由于废气质量流量较大，涡轮增压器具有较好的响应特性，在低转速时能提高扭矩，并获得良好的动力性能，在高转速高负荷时，冷却增压空气还能降低混合气加浓的需求，从而降低燃油耗。
增压空气温度的影响 1
除上述因素外，汽油机的效率还与燃烧重心位置有关。出于物理因素，当50%燃油在8～10°CA ATDC范围内被烧尽时，燃烧效率达到最佳值。高负荷时为了避免发生爆震，必须将点火时刻推迟到较晚的时间点，因而无法获得最佳的燃烧重心位置，
万方数据
从而对发动机效率产生不利影响。此时废气温度升高，在额定功率范围内，废气温度被提高到临界值。为了避免排气范围内或涡轮处零件发生损坏，通常会附加喷入燃油，以降低燃烧温度。高增压度和高压缩比使上述问题更加突出。增压空气温度直接影响爆震倾向和混合气加浓的需求，通过降低增压空
气温度，可拓宽发动机的高效运行范围。 2发动机试验结果
新型串联增压空气冷却系统已在1.2L3缸高增压汽油机上进行试验。选择该机型的主要原因是其具有高达100kW的升功率或0.27MPa（绝对压力)的增压度（表1)。在该机型上，可以观察到降低增压空气温度的理想效果。发动机试验的重点在于燃油耗、发动机动力性能，以及功率和扭矩的发挥。
表1试验发动机的主要技术规格
项目
气缸布置及气缸数
排量/mL 缸径/mm 行程/mm 压缩比
废气涡轮增压器额定功率/kW
升功率/(kW·L-1) 最大扭矩/(N-m）
升扭矩/((N+m）·L-1)
发动机电控系统标定
喷油系统火花塞
发动机质量/kg 燃油的研究法辛烷值
机油冷却液
参数直列，3缸 1200 83.0 73.9 9.3 BMTS2011
120( 5 000~6 000 r/min)
100
285 (1 600~3 500 r/min)
238
Mahle柔性发动机电控单元 AFT_NCOD_2011-04-07A
Bosch7孔喷油嘴 Bosch M10 125 98
0W40Mobil 1 50/50 G12+