在低负荷下,采用高压缩比,则没有爆震的风险,而且活塞的做功行程可以更长,燃烧效率更高。总结一下,在低负荷工况下采用高压缩比,高负荷工况下采用低圧缩比,可以提升燃烧效率,提升发动机性能。
- 可变压缩比如何实现?
根据压缩比的定义,相信大家也能想到一些实现路径:比如将活塞销、连杆或曲轴销设计成“可动”的,就可以改变活塞的行程,进而改变压缩比。不过在工程实现上,只有日产实现了最终的量产,设计出了多连杆式曲轴旋转机构。
如上图,当发动机处于加速超车的高负荷工况下,驱动电机顺时针旋转,可以减小发动机压缩比,最低可以达到8:1。当车辆完成加速处于行驶平缓的中低负荷工况时,如上图所示,驱动电机逆时针旋转,带动A连杆向下转动,向下转动的A连杆带动C连杆向上移动,向上移动的C连杆,通过L连杆带动U连杆向下移动,这样活塞就可以达到更低的“下止点”,进而提高了压缩比。
- 多连杆式曲轴旋转机构优化
从上面的分析中,是不是感觉整体原理挺简单?工作原理的确简单,但是在工程上实现难度是比较大的,日产对于多连杆式曲轴旋转机构在结构上进行了优化:首先,采用更小巧的L连杆,而且将控制轴安装于曲轴正下方,不但减轻了质量,而且减少了空间占用;其次,驱动电机采用超薄型高减速比谐波减速电机,可以降低能耗的同时降低工作噪音。相比于传统发动机,由于L连杆的存在,KR20发动机的活塞运动更接近正弦曲线,扭矩输出更加平衡,所以取消了传统发动机的平衡轴;而且借助于小巧的L连杆,减小了活塞对于缸体的横向冲击力度,降低震动的同时,减少了活塞与缸体的摩擦力,不但可以提升发动机的寿命,又提高了化学能转化为机械能的转化率。
- KR20发动机采用的其它先进技术
KR20,作为一台涡轮增压发动机,采用了当前发动机主流的技术。包括双喷射系统:高压缸内直接喷射系统,可以精确控制瞬时供油量,提高动力响应;进气歧管喷射系统,可以让燃油有充分的时间与空气混合,促进充分燃烧,降低排放。双喷射系统综合了高压缸内直喷和进气歧管喷射的优点。