随着中国第六阶段排放法规的实施日期临近,发动机的节能减排要求日益严格。停缸技术可以在保证发动机动力性能的同时明显降低发动机的有效燃油消耗率,但国内关于停缸技术的应用研究还较少。传统的停缸技术主要基于停阀策略,即通过机构停止发动机进排气门来实现停缸,这种停缸策略,结构复杂,且需要多种技术的支持。本文开发一种基于断油回流策略的停缸系统,即切断某些气缸的供油,同时切断这些气缸的进气,通过排气回流管将部分排气引入停止工作的气缸。该系统可以借助高温排气来保持停止工作的气缸温度,避免由于相邻气缸温度差过大引起较大热应力。另外,对于电控发动机来说,该系统只需对发动机电子控制单元中的程序和进气歧管进行改造就可以实现,简单方便。本文以某一款1.5L自然吸气直列4缸发动机为研究对象,进行了基于断油回流策略的停缸系统的仿真与试验研究。首先基于GT-power软件建立了试验样机的模型,对发动机停缸系统进行了仿真计算与参数选取,计算结果表明该停缸系统具有良好的节能减排效果;其次设计加工了基于断油回流策略的发动机停缸机构,并搭建了实验台架,完成了发动机的性能标定并对原机外特性下的性能进行了验证;然后考察了同一转速不同负荷及同一负荷不同转速下的发动机停缸系统的动力性能、经济性能及怠速排放性能;最后分析了发动机停缸系统对发动机整机振动、曲轴系统扭转振动及转速波动的影响。仿真与实验研究表明:1)在中低转速部分负荷下采用停缸技术发动机节油效果明显,节油率最高可达15%。停缸系统不会影响发动机部分负荷工作的动力性能,可以满足汽车稳态行驶。发动机停缸怠速排放明显得到改善,HC排放减少了50%左右,CO排放减少了78%左右。2)停缸之后发动机的振动加剧,停一缸和停两缸方案振动能量均集中在2阶激振频率附近,停一缸方案会带来0.5阶、1.0阶等频率。停一缸方案中,停1缸和停3缸后发动机振动幅值较小;停两缸方案中,停2、3缸后发动机振动幅值较小。3)曲轴系统扭振以低阶滚振为主。停一缸时,发动机的扭振幅值和所停气缸没有关系;停两缸时,停1、4缸的扭振幅值较小。飞轮端的各谐次扭振幅值变化明显较自由端大,且1.0、4.0谐次幅值高于自由端,因此停缸后应关注飞轮端的扭振问题。发动机停缸对飞轮端的转速波动影响较大,对自由端基本没有影响。