發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率是什么

所以，降低油耗與發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的高低密切相關(guān)。2009年美國(guó)能源部宣布，準(zhǔn)備在2010-2015年投資2.7億美元用于研發(fā)比原有卡車(chē)油耗低50%、發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率提高50%、排放標(biāo)準(zhǔn)高于歐VI的“超級(jí)卡車(chē)計(jì)劃”。在2016年，美國(guó)開(kāi)始了第二期超級(jí)卡車(chē)項(xiàng)目，投資8000萬(wàn)美元，在50%熱效率發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率提升至55%。康明斯作為美國(guó)超級(jí)卡車(chē)項(xiàng)目第一期和第二期的重要參與單位，發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率達(dá)到了55%！這又是怎么做到的呢？

康明斯在超級(jí)卡車(chē)計(jì)劃第一期中實(shí)現(xiàn)的51%熱效率（BTE）發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上，繼續(xù)開(kāi)展節(jié)能技術(shù)研究。為實(shí)現(xiàn)55%熱效率的目標(biāo)，預(yù)計(jì)將從燃燒系統(tǒng)方面優(yōu)化使BTE提升1.3%，從噴油系統(tǒng)方面優(yōu)化使BTE提升1.3%，從空氣系統(tǒng)（EGR和增壓器）方面優(yōu)化使BTE提升0.6%，從改善機(jī)械效率方面使BTE提升0.6%，從余熱回收系統(tǒng)優(yōu)化方面提升0.2%。采用這些優(yōu)化方法，使發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率在原機(jī)基礎(chǔ)上提高了4%，達(dá)到55%熱效率水平。

燃燒系統(tǒng)優(yōu)化是改善熱效率的重要方法，其在實(shí)現(xiàn)55%熱效率目標(biāo)中所占比重較大。在超級(jí)卡車(chē)第一期中，康明斯采用了鋼活塞，并對(duì)活塞進(jìn)行了冷卻。為了實(shí)現(xiàn)55%熱效率的目標(biāo)，康明斯將進(jìn)一步提高壓縮比，無(wú)活塞冷卻或少量冷卻，采用先進(jìn)的隔熱涂層技術(shù)減小燃燒室的傳熱系數(shù)，提高冷卻液溫度，以降低傳熱損失。通過(guò)采用這些技術(shù)，預(yù)計(jì)使BTE提高1.3%。

在超級(jí)卡車(chē)第一期計(jì)劃中，康明期采用了傳統(tǒng)的高壓共軌和噴油器；而在第二期計(jì)劃中，康明斯將采用高流量噴油器，是傳統(tǒng)噴油器流量的3倍。提高噴油器流量有利于縮短燃燒持續(xù)期，預(yù)計(jì)通過(guò)提高噴油器流量使BTE提高1.3%。

在超級(jí)卡車(chē)第一期計(jì)劃中，康明期采用了冷卻高壓EGR和VGT增壓系統(tǒng)；而在第二期計(jì)劃中，康明期采用了高低壓復(fù)合EGR系統(tǒng)和雙通道渦輪增壓系統(tǒng)，并對(duì)排氣歧管進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)使BTE增加0.6%。

在超級(jí)卡車(chē)第一期計(jì)劃中，康明期對(duì)高壓EGR、排氣、冷卻水和機(jī)油中的余熱進(jìn)行了回收；而在第二期計(jì)劃中，康明期對(duì)高壓EGR、低壓EGR、排氣、冷卻水、機(jī)油和中冷器中的余熱進(jìn)行了回收，并對(duì)透平膨脹機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)使BTE增加0.2%。

對(duì)于高熱效率發(fā)動(dòng)機(jī)而言，其N(xiāo)Ox排放通常較高，而且排氣溫度較低，對(duì)后處理系統(tǒng)提出了更高的要求。在超級(jí)卡車(chē)第一期計(jì)劃中，康明斯采用了DOC+DPF+SCR的傳統(tǒng)后處理技術(shù)；而在第二期計(jì)劃中，康明斯采用了DOC+SCRF Closed-Coupled +SCR的先進(jìn)后處理技術(shù)，可進(jìn)一步提高NOx轉(zhuǎn)化效率。SCRF是將選擇性催化還原SCR催化劑涂覆到壁流式微粒過(guò)濾器內(nèi)，能同時(shí)降低柴油機(jī)NOx和顆粒物排放的集成式后處理裝置。

在超級(jí)卡車(chē)第一期計(jì)劃中，康明斯主要采用低張力油環(huán)、可變流量機(jī)油泵、等離子體噴涂氣缸套技術(shù)；而在第二期計(jì)劃中，康明期采用了低張力的活塞環(huán)、類(lèi)金剛石碳（DLC）涂層活塞環(huán)、新型等離子體噴涂氣缸套、可變流量泵以及降低氣門(mén)機(jī)構(gòu)損失等技術(shù)。類(lèi)金剛石碳（DLC）涂層具有與金剛石涂層類(lèi)似的優(yōu)異性能以及石墨的自潤(rùn)滑性能，具有優(yōu)異的耐磨性能和摩擦性能，能有效地降低摩擦損失、控制結(jié)構(gòu)磨損。通過(guò)以上的機(jī)械效率提升技術(shù)，預(yù)計(jì)使BTE提高0.6%。

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