德國寶馬日前宣布開發(fā)成功了采用壓電噴射閥的噴霧引導(dǎo)(Spray-guided)式直噴直列6缸稀薄燃燒發(fā)動機(jī),并表示今后將階段性地?cái)U(kuò)大配備車型及其市場。與原來的進(jìn)氣口噴射發(fā)動機(jī)相比,在輸出功率略有提高的同時(shí),可將燃效改善10%。
寶馬曾在2006年2月舉行的日內(nèi)瓦車展上公開過采用壓電噴射閥的噴霧引導(dǎo)式直噴發(fā)動機(jī),不過當(dāng)時(shí)展出的是采用三元催化劑的渦輪過給發(fā)動機(jī),并未采用稀薄燃燒,而是在理論空燃下工作。而且也未配備現(xiàn)有“3系”等使用的鎂鋁合金氣缸體,使用的是鋁合金氣缸體。
新發(fā)動機(jī)是一款排量為3.0L的自然吸氣發(fā)動機(jī),氣缸體使用與現(xiàn)有3系等相同的鎂鋁合金產(chǎn)品。因此缸徑及沖程與現(xiàn)有發(fā)動機(jī)相同,均為88×85mm。寶馬認(rèn)識到直噴稀薄燃燒發(fā)動機(jī)存在較大的潛在燃耗,運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域較小,而且采取NOx(氮氧化物)對策的成本也很高,因此在原來的發(fā)動機(jī)上采用了能夠在以理論空燃比工作的進(jìn)氣口噴射發(fā)動機(jī)上使用的可變閥門正時(shí)提升機(jī)構(gòu)“Valvetronics”。在此期間,該公司還一直在開發(fā)直噴發(fā)動機(jī),從而為新發(fā)動機(jī)的開發(fā)提供了很大幫助。
噴霧引導(dǎo)方式與先前發(fā)表的渦輪發(fā)動機(jī)一樣,均在燃燒室的頂部配置壓電式噴射閥,在其旁邊的排氣閥一側(cè)設(shè)置點(diǎn)火火花塞。壓電式噴射閥具有噴射壓力及響應(yīng)性高的特點(diǎn),在吸氣及壓縮行程中以20MPa(200個(gè)大氣壓)的壓力多噴射3次燃料。分3次噴射燃料的原因是:第1次是為了降低吸氣溫度、提高填充效率,第2次是為了呈圓錐狀形成燃料區(qū),而第3次則是為了在點(diǎn)火火花塞附近形成易于點(diǎn)燃的濃燃料區(qū)。
渦輪發(fā)動機(jī)的壓縮比為10.2,而新發(fā)動機(jī)則從原型發(fā)動機(jī)的10.7大幅提高到了12。這一數(shù)值與戴姆勒·克萊斯勒在同一屆日內(nèi)瓦車展上發(fā)表的“CLS350 CGI”配備的噴霧引導(dǎo)式直噴稀薄燃燒發(fā)動機(jī)的12.2大體相近。
與現(xiàn)有3系等配備的進(jìn)氣口噴射發(fā)動機(jī)的不同是:并未配備Valvetronics,而是只采用了可變閥門正時(shí)機(jī)構(gòu)“雙VANOS”。稀薄燃燒發(fā)動機(jī)具有能夠減少泵吸損失的效果,因此要是配備旨在獲得相同效果的Valvetronics,成本將會增加,而優(yōu)點(diǎn)相對較少。
輸出功率為200kW(272hp)/6750rpm,與原型發(fā)動機(jī)相比,此時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)數(shù)高150rpm,輸出功率高7hp。其它規(guī)格方面,扭矩為315N·m/2750rpm,與原型發(fā)動機(jī)相同,閥徑在吸氣側(cè)為32.4mm,比原型發(fā)動機(jī)小1.8mm,而排氣側(cè)沒變,仍為29.0。另外,發(fā)動機(jī)重量為168kg,比原型發(fā)動機(jī)增加7kg。
配備的催化劑為NOx吸附還原催化劑。NOx吸附還原催化劑在燃料中的硫磺濃度較高時(shí),就會吸附SOx(硫磺氧化物),性能容易變差。而新發(fā)動機(jī)雖然燃效改善效果不大,不過由于在催化劑中大量添加了HC(碳化氫),在輸送排氣時(shí)增加了催化劑的再生次數(shù),從而也可支持硫磺濃度較高的汽油。(日經(jīng)BP社)