一种高效的二冲程发动机概念——结合空气混合动力系统的增压直流扫气式直喷汽油(BUSDIG)发动机OA

作者：王新颜^*; 赵华

来源：Engineering, 2019, 5(03): 394-420.

• 二冲程发动机
• 直流扫气
• 发动机设计
• 发动机模拟
• 扫气性能
• 热效率

本研究提出并设计了一种新颖的二冲程增压直流扫气式直喷汽油(BUSDIG)发动机,以实现发动机小型化和低速化,进而提升发动机的性能和效率。本文综述了BUSDIG发动机的设计和开发过程,并总结了主要的研究成果。为了最大限度地提高发动机的扫气性能,并实现合理的缸内流动以促进燃油/空气的混合过程,本研究采用三维(3D)计算流体动力学(CFD)模拟手段系统分析了发动机缸径/冲程比(B/S)、扫气道角度和进气道的设计。此外,本研究还系统分析了扫气口和排气门开启型线对扫气过程的影响。为实现最佳的缸内燃油分层,采用经过实验标定的Reize-Diwakar模型开展了缸内喷雾的CFD模拟,系统分析了不同喷油策略对缸内混合气形成过程的影响。基于优化后的BUSDIG发动机设计方案,在Ricardo WAVE软件中构建了对应的一维(1D)发动机计算模型。计算结果表明,采用稀薄燃烧和喷水策略,二冲程BUSDIG发动机的最高有效热效率可达47.2%。在化学计量燃空当量比条件下,BUSDIG发动机在1600 r?min-1的转速下可实现379 N?m的扭矩,在4000 r?min-1的转速下可达到112 kW?L-1的功率密度。