汽油發動機儘可能增大增壓壓強，進氣衝程末段和/或排氣衝程初段打開排氣氣門排出過多氣體，這種設計可行么？

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我是個信號與信息處理專業畢業的博士，但是出於個人興趣，花了很多時間在普通物理學上。有點關於汽車汽油渦輪增壓發動機的疑惑，想請教一下。大家公式圖表可以盡情的擺。
主要從提高熱效率和保證低速扭矩考慮，並且盡量減小和現有渦輪增壓發動機做功衝程工作狀態的區別，以使發動機在現有的材料、結構、壽命等限制下能工作，從而在現有成本和技術條件下儘可能提高熱效率。
汽油發動機汽油燃燒得到的能量一半以上被排出的高溫高壓廢氣帶走了，這顯然是導致發動機熱效率低的主要原因。提高膨脹比可以大幅減小這部分能量損失，但是會導致低速扭矩顯著下降。現代新能源插電混動汽車用電動機低速扭矩大的特性來補足不夠的扭矩。使用純汽油機作為引擎的汽車就只能想辦法儘可能回收廢氣中的能量了。我看到的技術有廢氣回收和廢氣渦輪增壓，事實上我還沒想清楚廢氣回收是不是能把廢氣中的能量用上。

廢氣渦輪增壓通過把廢氣能量轉化成渦輪動能然後轉化成進氣氣體內能（想要的是高壓，副產品和不想要的部分是高溫），在進氣衝程高壓氣體推動活塞做功。這點和自吸發動機不同，自吸發動機進氣衝程把氣吸進氣缸，活塞要對氣體做功。換句話說，廢氣增壓使進氣多出來的內能彌補了吸氣的能量損失還有餘，從而實現了在進氣衝程的對外功率輸出。我認為這是渦輪增壓能提高熱效率的原因。那麼儘可能提高廢氣內能到進氣內能的轉化率，即儘可能提高進氣氣壓，就是最大限度提高熱效率的方法，當然進氣前適當的冷卻影響能量轉化率就沒辦法了。
據我看到的網上的一些不嚴格的介紹，當前渦輪增壓主要是考慮到爆燃問題，增壓不能太大。根據我自己的粗糙的分析，儘可能增大壓力會導致進氣量成倍增加，會大幅改變做功衝程的工作狀態。為了避免燃爆和大幅改變做功衝程工作狀態，參考米勒循環，我認為可以在進氣衝程末段和/或排氣衝程初段打開排氣氣門，把多餘的氣體排出。米勒循環是延遲進氣氣門關閉時間。但是渦輪增壓導致進氣歧管壓力大幅增加，我猜測（沒有仔細查相關數據）此時排氣歧管壓力應該比進氣歧管低得多，打開排氣氣門比延遲關閉進氣氣門可以更快的排出多餘氣體。這樣做的缺點是由於這些氣體作為廢氣排出，進氣歧管內就不能噴油了，不然就會排出沒燒過的混合氣體了。這樣多點電噴和雙噴油技術都沒法用了，只能用缸內直噴。此外，受到排氣氣門打開的影響，噴油和點火提前角也有一定限制，不知道這些限制是否嚴重。不知道這些含氧量比較高的氣體作為廢氣排出會不會和原來的廢氣混合導致更多氮氧化物產生，能否有技術手段解決，成本如何。
以上是我對民用汽車汽油渦輪增壓發動機的一些想法和認識。不知道有沒有什麼不正確的地方。這種設計可行么？以前有發動機採用類似的設計么？

不行，發動機受不了高BAR值，高BAR值的汽車過分壓榨發動機不省油，壽命也短，省油方向你可以參考豐田的柴油機，

豐田自動織機在「第44屆東京車展2015」（10月29日～11月8日）上展出了效率出色的2.8L排量直噴渦輪柴油發動機「1GD-FTV」。這款發動機由豐田開發，由豐田自動織機生產。通過採用高隔熱的柴油燃燒等措施，將最高熱效率提高到了44％，達到全球最高。這款柴油發動機已配備到4輪驅動的「陸地巡洋艦普拉多」及小型皮卡「Hilux」上。

為了提高熱效率，1GD-FTV採用了減少燃燒時的冷卻損失的燃燒改善技術「TSWIN（Thermo Swing Wall Insulation Technology）」。在活塞的頭頂部採用了隔熱性和散熱性都很好的「易熱易冷」二氧化硅強化多孔質陽極氧化膜塗層。一方面減少燃燒時由活塞傳給汽缸體和冷卻水的熱量，另一方面，可提高吸氣行程的散熱速度。由此，燃燒時的冷卻損失最高可削減約30％。

此外，還通過改進進氣口的形狀使空氣更容易進入、採用提高了噴射壓力的共軌式燃料噴射系統以及優化燃燒室的形狀等手段，提高了最高熱效率。

渦輪式增壓器採用可變幾何渦輪增壓器。該增壓器裝有噴嘴葉片，在低速低負荷狀態下突然需要較大扭矩時（信號燈變化後由停車狀態起步等情況下），關閉葉片，由渦輪葉輪接收尾氣。由此可以提高轉速，迅速提高增壓壓力。這時會有大量空氣輸送給發動機，便能獲得較大扭矩。

可變幾何渦輪增壓器的尺寸比原來減小了大約30％，同時提高了效率。隨著效率提高，對油門操作的響應性提高了大約50％。這是通過改善渦輪和葉輪的葉片形狀，將滑動軸承由全浮式變成半浮式等實現的。

題主不是搞發動機的，但能有這麼深入的思考，看得出是用心了，贊一個。但很遺憾答案是不可行，爆壓限制中冷能力先不說，增壓回收能量的效果沒有你想像的那麼強大。增壓是利用了廢氣脈衝能量，但主要用的是排氣背壓的能量，這部分能量說到底還是來自於活塞上行對廢氣做功。事實上增壓機的熱效率比自吸機並沒有提高多少，綜合油耗降低主要得益於小型化，也就是高效區的範圍增大了。壓縮一段打開排氣門排進氣也是不可行的，其他正在排氣的缸脈衝波會頂回去，就算不頂回去也會浪費掉活塞辛辛苦苦做的壓縮功，米勒循環的目的不單純是讓氣缸進氣少，還要減少總的進氣量降低泵氣損失。還有一個最大的問題，目前當量比燃燒需要嚴格的空燃比14.7，如果把空氣放進排氣管，勢必需要在氣缸內創造空燃比小於14.7的混合氣才能在排氣管中保證14.7的空燃比，如此缸內必然存在大量未燃混合氣，效率可想而知。

太長了看了一遍沒看太明白，題主的主要想表達「進氣衝程末段和/或排氣衝程初段打開排氣氣門排出過多氣體」？

進氣衝程末段打開排氣門，會不會使混合氣沒著火直接排出？泵氣損失？

排氣衝程初段打開排氣氣門，其實實際的發動機在活塞下行做功末段排氣門已經打開。

此外，你還要考慮三效催化器的λ要求，你還要考慮爆壓、爆震，增壓器雖然可以提高進氣壓力回收部分廢氣能量，但也會引起排氣被壓和溫度的升高，不可能無限的壓榨。

暫且不考慮這些，如果單純的為了提高進氣量，那不如把節氣門開大或者乾脆取消節氣門。

暫且不考慮爆壓或者爆震限制，你不如把壓縮比適當提高改善熱效率來的直接。

還有就是發動機在日常駕駛中不是單一穩態工況，你需要考慮不同的轉速-負荷的全工況的瞬態條件。