荣威轿车K系列发动机的开发(2)

期刊论文：荣威轿车K系列发动机的开发

·54· 内 燃 机 学

报 第26卷增刊 动机，湿式中置缸套，整体机座式轴承盖，低流阻热塑成型进气管，高度紧凑的气缸盖，四气门蓬型燃烧室，齿形带驱动双顶置凸轮轴(带液力自动张紧器)，桶形液压挺柱，电子节气门，多点燃油喷射，强制闭式曲轴箱通风系统，铸铝刚性油底壳，大量采用净成型粉末冶金件，精密配合的轻型活塞副、曲轴等低摩擦损失设计技术。

KV6发动机为自然吸气，采用三级可变进气岐管系统，兼顾低、中、高速对进气的要求；为改善凸轮轴工作条件，采用了国内独有的凸轮轴扭振减振器，KV62.5发动机外形如图1所示。

图Fig.11 KV6 2.5 KV6 2.5 engine 发动机外形

K4发动机有自然吸气和涡轮增压两个机型，为改善自然吸气发动机动力性和燃油经济性，全新开发了进、排气连续可变相位系统。

发动机主要性能指标如表1所示。

Tab.1表1 Specifications of engine发动机主要性能参数

机型 KV6 2.5 K4 1.8T K4 1.8 气缸数 6 4 4 缸径/mm 80 80 80 行程/mm 82.8 89.3 89.3 排量/L 2.497 1.795 1.795 压缩比 10.25 9.2 10.5

进气方式

自然吸气 增压中冷 自然吸气

最大功率转速/

kW/(r/min) 135/6500 118/5500 96/6000

最大转矩/转速/

(N·m

)/(r/min) 230/4000 215/4000 170/4000

外形尺寸

L×W×H/mm

454

×694×700 505×630×615 505×630×615

质量/kg

154 122 120

2 发动机整机性能仿真研究

图2为K4自然吸气发动机WAVE模型(以下仿

真研究仅针对K4自然吸气机型)，其主要由进排气系统、进排气道、气缸、空滤器、催化器和消声器等部件组成。其中气缸部件中进、排气凸轮型线及相位直

接影响到发动机的充气性能，进而影响整机性能。

Fig.2图 2WAVE model for engine 整机WAVE模型

2.1 进气相位对整机性能的影响

为最大程度提高该机充气效率，在其初始配气相位的基础上，对该机进气相位进行了优化，结果如表2所示。可见为了提升发动机充气效率，高速时应推迟进气门关闭，低速时应提前对进气门进行关闭。

研究表明，与原机相比，带进气可变相位时研究机型的充气效率及转矩得到明显提升。

Tab.2 Optimization of intake valve phasing under

表2 各转速下进气相位优化结果

different speeds

发动机转速/(r/min) 6 5006 000 5 500 5 000

4 500

4 000进气优化相位/

°CA

+10+10

+5 0

－5－10发动机转速/

r/min

3 5003 000 2 500 2 000 1 5001 000进气优化相位/

°CA －15

－10

－15

－20

－15

－15

注：‘+’代表进气门晚关(相比原相位)；‘－’代表进气门早关。

2.2 排气相位对整机性能的影响 在进气相位优化的基础上，进行了排气相位的优化模拟，表3为对研究机型排气相位的优化策略。

Tab.3 Optimization of exhaust valve phasing表3 排气相位优化策略

开/°CA 排气相BBDC 52 52 52 52 52 位基准关/°CA ATDC

2 2 2 2 2 排气相位调整

－10

－5

0 +5 +10

注：‘+’代表排气门晚开(相比原相位)；‘－’代表排气门

早开。

2.2.1 6 000r/min最大功率工况性能比较 研究表明，随着排气门开启的推迟，发动机转矩逐渐上升，燃油消耗则逐渐降低，当排气晚开到一定