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美西南研究院：即将实现重型车柴油机55%BTE目标
2018-05-10 10:06:16· 来源：SAEInternational
在SAE 2018高效内燃发动机研讨会上，来自美国西南研究院（SwRI）的Jason Miwa介绍了清洁高效柴油机（CHEDE）联盟的重型柴油机研究项目的最新进展。
在SAE 2018高效内燃发动机研讨会上，来自美国西南研究院（SwRI）的Jason Miwa介绍了清洁高效柴油机（CHEDE）联盟的重型柴油机研究项目的最新进展。
由美国西南研究院（SwRI）牵头的一个专注于重型柴油机研发联盟正在朝着实现55%制动热效率的目标稳步迈进，该联盟的一名核心研究人员认为他们可以超越55%的目标。
在底特律召开的SAE 2018高效内燃发动机研讨会上，来自美国西南研究院（SwRI）的Jason Miwa在报告中表示，成立于四年前的清洁高效柴油机（以下简称“CHEDE”）联盟工作目前已进入了第七阶段，该阶段将延续到2019年。CHEDE联盟正在借助不同的新技术和研究发现，研发超高效低排放的重型柴油机，并期望在将来实现量产。
“我们在朝着实现55%，甚至60%的制动热效率（BTE）的目标稳步前进，”Miwa对与会的高级发动机工程师这样说。
Miwa表示，当前联盟的一个研究方向是实现高效率、高BTE（制动热效率）的“高温”燃烧，这种燃烧无法维持严格的氮氧化物排放标准，因此排放物质将交给发动机后处理系统来处理。该研究的一个重点为热损失管理，由被动热损失和主动热损失两部分组成。被动热损失指的是由活塞凹坑设计和较高空燃比造成的热损失。主动热损失研究则包括表面积/容积比值变化、隔热和提升活塞温度的可行性等内容。
研究人员发现，当活塞温度升高近300摄氏度（572华氏度）时，活塞的热传递减少了28%，气缸整体热传递减少了6%，根据Miwa的数据显示，这样能使制动热效率提升1%。
除此之外，还有其它热优化措施，例如通过选择性激活活塞机油冷却喷嘴和安装变速油泵，这两种方法加起来可使油量减少三分之一。
“有疯狂想法的研究团队不止我们一个”，Miwa告诉我们，美国能源部的一个项目也在研究提高活塞温度的可行性。他指出，高温的“最大好处”就是减少摩擦力。
由美国西南研究院（SwRI）牵头的清洁能源高效柴油机联盟（CHEDE）的重型柴油效率提升研究项目已经进入了第七阶段，该阶段将持续到2019年。
改善增压，另类发动机布局
Miwa还向我们介绍了CHEDE项目中一个有关增压系统的改进研究，他们试图通过利用先进的涡轮和压缩机空气动力学原理来提高等熵效率。与此同时，CHEDE也在研究如何改善进气歧管的设计、如何降低废气再循环系统（EGR）的速率。
Miwa表示，为了达到55%制动热效率的目标，除了倡导“高温”燃烧并控制热损失以外，在设计发动机时还应优先考虑如何维持高压缩比、加速燃烧、实现燃烧的最佳时机、及提高制动平均有效压力（BMEP）。
他还表示联盟正在评估对置式活塞布局和可变压缩比。
Miwa指出，无论如何，“我们都得把气缸的最大压力提高到250bar以上，”他又补充道，在未来的氮氧化物法规要求之下，要想实现50%甚至更高的制动热效率，还需要做大量的工作。
“我认为这是可以实现的，不过会充满挑战。”他表示，CHEDE联盟正在评估采用了这些技术的柴油机和双燃料发动机，这些发动机都“有望”达到2027温室气体排放法规要求。
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