吉林大学学报(工学版) ›› 2024, Vol. 54 ›› Issue (11): 3095-3102.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20230319

• 车辆工程·机械工程 •    

高升功率汽油机工作一致性分析

赵慧超(),李华(),韩令海,黄平慧,姜恩伟,陈明,孙泽天,宫艳峰   

  1. 中国第一汽车股份有限公司 新能源开发院,长春 130013
  • 收稿日期:2023-04-06 出版日期:2024-11-01 发布日期:2025-04-24
  • 通讯作者: 李华 E-mail:zhaohuichao@faw.com.cn;lihua1@faw.com.cn
  • 作者简介:赵慧超(1975-),男,正高级工程师,硕士. 研究方向:新能源动力系统及总成、电动化底盘.E-mail:zhaohuichao@faw.com.cn

High specific power gasoline engine cylindrical working load consistency analysis

Hui-chao ZHAO(),Hua LI(),Ling-hai HAN,Ping-hui HUANG,En-wei JIANG,Ming CHEN,Ze-tian SUN,Yan-feng GONG   

  1. New Energy Development Institute,China FAW Co. ,Ltd. ,Changchun 130013,China
  • Received:2023-04-06 Online:2024-11-01 Published:2025-04-24
  • Contact: Hua LI E-mail:zhaohuichao@faw.com.cn;lihua1@faw.com.cn

摘要:

针对高升功率V型8缸发动机各缸工作一致性偏差问题进行了仿真分析和试验研究。通过仿真分析,明确了导致各缸工作差异的原因,优化了凸轮型线,并分析了型线优化方案对V8发动机工作一致性、动力性以及经济性的影响,基于仿真结果进行了样件试制和试验。试验结果表明:进气凸轮型线改进方案可以显著改善高转速大负荷工况下不同气缸之间的负荷偏差现象,各缸负荷一致性最大改善幅度3.1%,同时发动机的动力性、经济性和排放与基础型线方案相同。在部分负荷工况下的发动机动力性、经济性和排放与基础型线方案相当,证实了型线改进的效果。

关键词: 汽油机, 高升功率, 一致性, 点火顺序, 压力波动, 型线改进

Abstract:

Simulation analysis and experimental research were conducted to investigate the problem of operating consistency deviation of each cylinder in a high specific power V8 engine. Through the simulation analysis, the causes of the differences in the operation of each cylinder were clarified, the cam profile was optimized, and the effects of the profile optimization proposal for engine test on the operation consistency, power and economy performance of the V8 engine were analyzed. The test results show that the optimized intake cam profile can significantly improve the load deviation among cylinders under high speed and high load conditions, with a maximum improvement of 3.1% in the load consistency of each cylinder, while the engine full load, economy and emissions performance are the same as the base profile. The engine performance under partial load conditions are comparable to the basic profile, which confirms the effect of profile optimization.

Key words: gasoline engine, high specific power, consistency, firing order, pressure fluctuation, cam profile optimization

中图分类号: 

  • TK411

图1

试验系统布置示意图"

图2

试验台架"

表1

试验发动机参数"

项目单位指标
发动机形式-V型90°夹角
发动机冷却方式-液冷
缸数-8
每缸气门数-4
气门驱动形式-DOHC
排量L3.998
缸盖燃烧室形状-篷顶
供油方式-缸内直喷
供油压力MPa35
进气形式-双涡轮增压
润滑油SAE5W40
燃油标号RON98#

图3

GT-Power模型"

图4

试验与仿真缸压对比"

图5

V8发动机十字曲轴"

图6

V8发动机点火顺序"

图7

非均匀点火进气歧管压力波"

图8

均匀点火进气歧管压力波"

图9

V8发动机全负荷工况压力曲线"

图10

全负荷各缸平均指示压力"

图11

6 000 r/min全负荷平均指示压力"

图12

6 000 r/min全负荷工况下3号气缸的换气过程压力波"

图13

型线方案"

图14

5 000 r/min外特性IMEP变化"

图15

6 000 r/min外特性IMEP变化"

图16

不同工况下的偏差改善对比"

图17

外特性试验结果"

图18

部负荷工况IMEP循环变动"

图19

部分负荷工况IMEP各缸偏差"

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