缸径冲程比对汽油机性能的影响

缸径冲程比对汽油机性能的影响

汽油机缸径冲程比对汽油机性能和排放具有较大影响。通过试验研究不同缸径冲程比对汽油机性能的影响。试验采用美国西南研究院专门开发的研究型汽油机，该汽油机缸径为86mm，且具有可变的发动机缸体和缸盖配合平面，因而活塞具有3种不同的行程：86mm、98mm和115mm，因而可以实现3种不同的缸径冲程比：1∶1、0.88∶1和0.75∶1。

试验时固定压缩比为9.5∶1，对于每种缸径冲程比分别设定4种运行条件：①汽油机转速设定为2000r/min，点火时间设定为汽油机出现最大扭矩时，废气再循环（EGR）率从0变化到20%；②汽油机转速设定为2000r/min，点火时间设定为活塞达到上止点以后曲轴继续旋转25°，EGR率从0变化到20%；③汽油机转速设定为4000r/min，点火时间设定为汽油机出现最大扭矩时，EGR率从0变化到20%；④汽油机转速设定为4000r/min，点火时间设定为活塞达到上止点以后曲轴继续旋转25°，EGR率从0变化到20%。利用高速数据采集系统，记录每种情况下的缸内平均有效压力、缸内峰值压力、热释放曲线和爆震指数。对比不同情况下的结果显示：①缸径冲程比从1∶1减小到0.88∶1，使汽油机燃油消耗改善了3%～5%，缸径冲程比进一步减小到0.75∶1时，燃油消耗并没有出现改善；②多数情况下，随着缸径冲程比的减小，湍流火焰传播速度增加，燃烧持续时间减少10%～90%。因此，较大的缸径冲程比有利于改善汽油机进排气过程，而较小的缸径冲程比由于具有较小的表面积体积比，减小了火焰传播距离，因而使热释放持续时间减小。

KevinL.Hoagetal.SAE 2016-01-2177.

编译：李臣