汽油发动机是当前混合动力汽车的主力发动机,汽油发动机技
术上已相当成熟,在节能和环保方面也取得了很大的进展。混合动力汽车选择发动机时,侧重于选用小型化、低油耗、低排放的发动机,并且控制在最佳效率范围内稳定运转。在混合动力汽车上除采用最新的各种节能和环保措施外,还采取以下控制方法。
①采用全新的理论和全新结构的发动机。
②由电动/发电机在短暂的时间内,完成发动机的启动加速,减少发动机在启动时的时间和排放污染。
③减少泵气阻力和各种运动副的摩擦阻力等。
④采用开关控制方式,完全避开发动机的低效率运转(如怠速)工况范围。
(1)汽油发动机节能和环保的主要技术措施现代汽油发动机为了节能和环保,采用了各种各样的机外或机内的控制技术,努力使发动机在节能和环保方面达到各国愈来愈严格的燃油消耗和排放标准的要求。各个厂家所采用的降低发动机燃油消耗和对有害气体排放控制的对策及具体措施各有不同的特色,在发动机燃烧室结构、活塞顶结构、气门结构及电控喷射系统、电子控制系统等方面各有特长。目前,混合动力汽车仍然是以选用发动机为主要方法,在选用发动机时应扬长避短,并结合不同的混合动力汽车所需要的发动机的使用特点,来取得最佳节能效果和超低污染的环保效果当前汽油发动机节能和环保的主要技术措施见表2-3。一般来说,只是在小型混合动力汽车上才采用汽油发动机作为动力源。
(2)本田汽车公司 Insight混合动力车的汽油发动机Insight混合动力车以汽油发动机为主要动力,电动/发电机为辅助动力,它们的动力配比为9:1。 Insight混合动力车的发动机为1L、直列三缸、直喷式、铝制气缸体。发动机最大功率为52kW(6000r/min时),转矩为91N·m(4600r/min时),发动机的质量仅60kg。
①极端稀薄燃烧技术发动机的排气门用铝制造,进、排气门由同一个摇臂轴支撑,可使进、排气门之间的夹角达到30°,进气门接近垂直状态。紧凑排列的进、排气门,可以增强进气时气体的旋转涡流,涡流的旋转速度比一般稀薄燃烧的发动机髙出20%,并且进一步使燃烧室的结构更加紧凑,有利于稀薄燃烧气体充分混合。另外,发动机横置,进气口一侧朝前,有利于增加进气压力。
每个气缸有4个气门,对发动机混合气的控制起重要作用。使混合气的空燃比由过去的23:1扩大到26:1的极端稀薄比例。
④有效的措施减少运动副间摩擦阻力 气缸中心线与活塞中心线有微小的偏移,可以减小活塞由下止点向上止点运动时因连杆作用力的“拍击”作用而产生的活塞与气缸壁的摩擦。活塞微观表面呈波纹状,有利于保持活塞表面的油膜和润滑。活塞装有两道0.8mm和1.0mm厚的压缩环,2.0mm的油环,采用低刚度弹簧,双环设计可以获得最小的活塞环缩进量,一方面提高了气密性,另方面还使活塞与气缸壁的摩擦力大幅降低,与传统的结构相比可以使摩擦能量损耗减少10%。
气门摇臂轴和气门摇臂采用滚动轴承,使运动结构件之间摩擦能量损失降低了70%左右。改进后的进气歧管,使泵气损失大大
降低,降低了发动机各个部分的摩擦阻力,有效地提高了发动机的效率。
按照日本汽车运行试验法规要求, Insight混合动力跑车在装备五挡变速器时创造了3L汽油行驶105km的世界纪录,在装备无级变速器时创造了3L汽油行驶96km的好成绩。
