第1期（总第234期） 2018年2月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
排气早开角对低散热Atkinson循环
汽油机能量分配的影响
刘阳，何义团，韩翠杰，袁晨恒
（重庆交通大学交通运输学院，重庆400074）
No (Serial No 234)
Feb 2018
摘要：基于GT-Power软件建立某增压汽油机仿真模型，并通过试验验证模型的准确性。优化原模型配气机构，设计包角更大的进气凸轮以实现Atkinson循环，设计多组排气凸轮以得到20°～80°范图内的多个排气早开角（vo），改变传热模型实现红内的低散热条件，模拟分析了1500r/min，40%负荷时，ivo对低散热前后Atkinson 循环增压汽油机能量分配的影响。结果表明：常规散热条件下该汽油机的燃油经济性在v0为60°～70°范图内时较佳，而低散热条件下，该汽油机的燃油经济性在vo为50°～60°范国内时较佳；降低传热系数后，该汽油机散热损失的能量大幅减少，由此减少的能量在不同vo下转化为指示功的比例不同，vo为55"时转化比例为174%，此时指示热效率与原机相比提高了658%；而常规散热条件下Atkinson循环增压汽油机的指示热效率只比原机高 379%，说明结合低敢热技术能进一步增强Atkinson循环的节能效果。
关键词：Atkinson循环；汽油机：低散热;排气早开角；能量分配；燃油经济性 DOI: 10 3969 /j issn 1001-2222 2018 01 003
中图分类号：TK4113
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2018)01-0016-05
传统汽油机的缸内工作过程接近奥托（Otto）循环，现在的汽油机虽然大都配有先进的技术，但其热效率教较低，能量分配不理想一一一有效功、散热损失、排气能量各约占1/3"。阿特金森（Atkinson）循环通过可变配气正时技术，使发动机实际压缩比小于膨胀比，即一方面可使发动机做功行程相对变长，另一方面可以增大几何压缩比来提高发动机的热效率，同时还能减小爆燃倾向2]。Atkinson循环在混合动力和传统发动机汽车上已得到较为广泛的研究[3-6]。低散热发动机通过在活塞顶面、气缸盖、缸套等处喷涂隔热材料以降低发动机工作时的散热能量，从而提高发动机热效率了。因此，一直有学者通过试验或仿真对低散热发动机缸内的油气混合、燃烧、传热等性能进行研究与讨论[8-10]
低散热汽油机的散热损失较少，若与做功行程相对较长的Atkinson循环结合，具有提高汽油机热效率、优化汽油机能量分配特性的潜力。排气早开角（6vo)对发动机的膨胀损失和泵气损失影响较大，本研究基于某增压汽油机的结构参数，建立一维
收稿日期：2017-11-23；修回日期：2018-01-03
仿真模型，增大进气晚关角实现Atkinson循环，设计多组凸轮型线以获得多组排气早开角，改变传热条件以实现缸内的低散热，探究不同vo对低散热 Atkinson循环增压汽油机能量分配的影响。
模型的建立与验证
某4缸增压汽油机的结构参数见表1。
表1发动机主要技术参数
排量/L 缸径/mm 行程/mm 压缩比
凸轮形式气门形式
15 75 F8 95:1 项置凸轮轴(DOHC) 可变气门正时（VVT）
最大扭矩/N·m 最大扭矩转速/
r· min 最大功率/kw 最大功率转速/ r · min1
最低燃油消耗率， g · (kw - h))
最低燃油消耗率转速/r·min-1
200
2 000~4 000
105 5 500
260 1500
基金项目：重庆市研究生教育创新基金项目（CYS17198）：重庆市重点产业共性关键技术创新专项（este2015zdey-ztzx60014）作者简介：刘阳（1993一），男，硕士，主要研究方向为车用发动机的节能与减排，liuyang_he@163com，
通讯作者：何义团（1977一），男，教授，博士，主要研究方向为新能源动力设计与性能优化；heyituan@163com，