研究人员提出Atkinson循环发动机优化策略 提高燃油经济性

据外媒报道，北京理工大学和北汽福田汽车的研发团队，提出优化阿特金森（Atkinson）循环汽油发动机性能的策略。比起传统的奥托循环发动机，这种发动机更省油，在混合动力电动汽车发展中起着关键作用。

在部分负荷工况下，传统汽油发动机存在泵气损失大、燃油经济性差等缺点，不能满足混合动力汽车的经济性及排放要求。Atkinson循环发动机凭借自身诸多优点，成为混合动力汽车发展的主要选择。据相关研究，混合动力汽车的燃油经济性，有20%-30%要归功于Atkinson循环发动机的开发和应用。目前，人们普遍认为，Atkinson循环发动机是理想的混合动力汽车发动机。

在此项研究中，研究人员详细探讨，Atkinson循环发动机在低速和部分负载工况下的节油机理。该团队根据小压升比下的循环效率，重点研究压缩比范围，并在压缩压力约束下，优化高压比和进气阀延迟关闭（LIVC）。

在所有压升比下，Atkinson循环的循环效率都具有明显优势，尤其是高压升比。压升比/膨胀比与有效压缩比之比，对Atkinson循环的影响很大。在一定压升比下，Atkinson的效率首先会升至最高值，接着随着εe /εc的增加而减小。

研究人员通过热力学分析，根据小压升比下的 Atkinson循环效率，初步确定压缩比范围。在压缩压力约束下，对压缩比下的进气阀关闭（IVC）进行优化，并通过一维仿真，优化压缩比和气门正时。

主要研究结果包括：

该团队在泵气损失和燃油经济性方面取得显著改良，从而验证优化策略的有效性。由于泵气损失降低，机械效率得以提高，这是中低负荷下燃油经济性提高的主要原因；而指示热效率提升，是高负荷下燃油经济性提高的主要原因。

在2000 rpm@2 bar和3000 rpm@3 bar时，Atkinson循环发动机的燃油消耗率（BSFC）分别提高了9%和8%。进气压力增加是泵气损失下降的主要原因。Atkinson循环发动机的定容燃烧过程更加明显，大大提高燃烧质量。

研究人员表示，将通过探讨多缸Atkinson循环发动机的工作过程，对发动机的动力性能、排放性能，以及如何有效利用进气回流效应，进行深入研究。