内燃机电气化之停缸技术-绵羊汽车生活记录

低重策划机油耗：停缸是可变排量工夫的一种格式，为了简单了解停缸前后差异有用排量之间的本能不同，必要操纵均匀有用压力这一参数。均匀有用压力是指单元气缸劳动容积发出的有用功，是将差异排量策划机之间动力性对照的紧张目标。依照策划机道理，对与四冲程策划机来说，均匀有用压力（ BMEP ）与策划机扭矩（ Ttq ）之间数学合联如下：

以某四缸策划机为例，正在某一档位的车速下，四缸总共劳动时策划机运转工况点 A 点（ 2000rpm ， BMEP=3bar ， BSFC=320g/kW·h ）。停 2 缸后，为了知足策划机需求，策划机单个缸的均匀有用压力必要提拔为原本的 2 倍，即停缸后策划机运转工况点将切换到 B 点（ 2000rpm ， BMEP=6bar ， BSFC=269g/kW·h ），相对 A 点策划机燃油破费率低重 16% 。

升高后执掌转化结果：该上风合键呈现正在柴油机上，由于汽油机通俗采用三效催化器，汽油器冷启动运转时，大约一分钟的工夫就能够使排气温度抵达三效催化器的起活温度，以是驾御排气温度对待三效催化器结果的提拔功用不明明。然而对待柴油机而言，目前采用的后执掌体例大局部都为 SCR+DPF 后执掌体例，个中 SCR 起活温度的央浼较高，柴油机正在局部小负荷工况下排气温度低于 SCR 起活温度，这使得 NOx 催化转化结果低重。通过停缸工夫，或许竣工将柴油机劳动点由小负荷变更为中大负荷，这能够提拔排气温度，从而使该温度抵达 SCR 体例高效催化的温度区间。另一方面，柴油机必要按期实行 DPF 再生，以明净 DPF 中存储的积炭，该经过的劳动温度为 500-600℃ 。通过停缸工夫或许升高排气温度，提拔主被动再生结果。

目前行使最通俗的停缸工夫大局部都依赖动态跳火工夫（Dynamic Skip Fire）来竣工。图1为动态跳火工夫示希图，图中绿色的线为扭矩需求线，为了应对差异的扭矩需求，对四个气缸实行了动态跳火驾御，个中血色的缸为发火缸，灰色的缸显示停火缸，蓝色的线显示发火脉冲间隔角。跟着扭矩的增进发火的缸数增进，发火脉冲间隔角变短。当扭矩需求为零或者是回馈制动工况时，没有缸发火，称为减速停缸。

TULA研发的动态跳火工夫仍旧行使于德尔福策划机，该工夫或许切确驾御发火的缸数，从而知足用于对待扭矩和功率的需求。当电控体例依照策划机运转工况确定必要停缸时，会同时封闭策划机的进气门以及排气门，如此停火的缸内有一局部渣滓气体，能够包管连杆不受交变应力。为了避免崭露共振征象，必要对停火的缸切确计划，同时还必要分身NVH。行使该工夫或许竣工删除7-15%二氧化碳排放，提拔燃油经济性10-20%。

图2为该工夫的硬件布局图。从图中可看出，动态跳火竣工的症结是气门开闭的驾御，滚轮手指挺杆实在的奉行机构。当该缸处于发火状况时，锁闭销处于下止点的地位，成为滚轮手指挺杆受力支点，凸轮盘旋使滚脱手指挺杆受力，发动气门阀杆向下运动。当该缸处于停火状况时，锁闭销处于上止点的地位，这时滚脱手指挺杆没有受力支点，凸轮盘旋时滚脱手指挺杆以气门阀杆顶端为支点摆动，无法发动气门阀杆向下运动，从而竣工气门封闭。锁闭销是凭借液压机构来驱动的。劳动道理睹视频1。

图3为马自达公司竣工动态跳火硬件布局图，该机构竣工的症结正在HLA（Hydraulic Lash Adjusters）体例，当锁闭销处于锁死的地位时，HLA体例成为了气门阀杆运动的支点，凸轮盘旋负气门阀杆向下运动，竣工气门的掀开。当锁闭销处于复位点时，气门阀杆成为了HLA体例向下运动的支点。凸轮盘旋使HLA体例连杆局部向下运动。此时气门处于封闭的状况。实在劳动道理睹视频2。

图4为停缸密度对BSFC的影响，停缸密度界说为终了发火的缸数与总缸数的比值。从图中能够看出，差异转速下，跟着停缸数目的增进，BSFC的降幅升高，最高可低重24%，个中转速越高，BSFC的降幅越大。图5为停缸密度对涡后温度的影响，从图中能够看出，跟着停缸数目的增进，涡后温度渐渐升高，转速越高涡后温度的增幅越大，最高可达43%。

图6为停缸工况与原始策划性能量散布对照图，策划机转速为2000r/min，BMEP为2bar。从图中能够看出，散热失掉和泵气失掉的删除有用功以及废气能量提拔的症结。泵气失掉的删除有两方面的缘由，第一个是骨气门开度变大（如没有骨气门则没有该缘由），因为负荷增大，使骨气门开度变大，从而删除泵气失掉；第二个是进排气阀封闭，使流过进排气气阀的气体量删除，从而使得泵气失掉删除。

图7为行使DSF工夫的车辆正在WLTC以及RDE工况下CO2和NOx排放对照图，从图中能够看出对待SUV车辆而言，行使DSF战略的成果略差于轿车，这是由于SUV车辆车身较重，使得策划机运转与大负荷工况的比例要高于轿车。然而正在RDE工况下，采用DSF战略或许大幅低重NOx排放，个中SUV车辆低重了5.2%，轿车低重了14%。这合键是因为RDE工况的均匀负载低于WLTC工况，从而使DSF工夫阐明出大的上风。