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

寶馬之前展示的發(fā)動機(jī)注水直噴系統(tǒng)設(shè)計

近日，現(xiàn)代汽車汽油發(fā)動機(jī)研發(fā)團(tuán)隊以及韓國科學(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)對汽油發(fā)動機(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)動機(jī)技術(shù)。現(xiàn)代和KAIST研究人員也希望通過直接將水注入發(fā)動機(jī)氣缸中(直噴壓力為5 MPa)，最終探究其對汽油發(fā)動機(jī)性能和碳排放的影響。

寶馬注水直噴系統(tǒng)發(fā)動機(jī)

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

此次測試的樣本為一臺1.6升自然吸氣發(fā)動機(jī)原型，該發(fā)動機(jī)壓縮比為13.5，同時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，按照固定時間法原則，在發(fā)動機(jī)上止點后−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)注水可能會對部分載荷狀態(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)生主要是因為存在較高的發(fā)動機(jī)壓縮比。與此同時，注水直噴技術(shù)也使得發(fā)動機(jī)點火時間得到優(yōu)化，制動效果及油耗也明顯改善。

而在滿載荷條件下，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到1500至3000轉(zhuǎn)/分鐘時，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現(xiàn)冷卻的方式或者降低因制動帶來的油耗問題。

研究人員還確定了注水的最佳時機(jī)。由于注入過量的水也可能會給燃燒效率、燃燒持續(xù)時間及循環(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)動機(jī)轉(zhuǎn)速的同時避免爆震發(fā)生。