基于雙噴射系統(tǒng)的缸內(nèi)直噴汽油機(jī)燃燒和排放特性

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基于雙噴射系統(tǒng)的缸內(nèi)直噴汽油機(jī)燃燒和排放特性

改變噴射比，研究采用了雙噴射系統(tǒng)的4節(jié)氣門(mén)缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒特性和排放特性。當(dāng)直噴噴射比增加時(shí)，稀薄極限A/F擴(kuò)大。這表明進(jìn)氣口噴射和直噴結(jié)合的雙噴射系統(tǒng)汽油機(jī)能夠滿(mǎn)足嚴(yán)格的車(chē)輛排放和燃油經(jīng)濟(jì)性的要求。雙噴射系統(tǒng)相比傳統(tǒng)系統(tǒng)或直噴系統(tǒng)具有更高的燃燒壓力。采用雙噴射系統(tǒng)的缸內(nèi)直噴汽油機(jī)功率高于單噴射的缸內(nèi)直噴汽油機(jī)。然而，相比進(jìn)氣口噴射和直噴系統(tǒng)，雙噴射系統(tǒng)的NOx排放增加。

雙噴射發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括分別安裝在進(jìn)氣口和發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸上的兩個(gè)噴射器。該系統(tǒng)通過(guò)實(shí)現(xiàn)分層稀薄燃燒可以保留直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，而進(jìn)氣口噴射系統(tǒng)可以減少直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)。研究了雙噴射系統(tǒng)噴射比和噴射時(shí)刻對(duì)系統(tǒng)燃燒和排放特性的影響。提出最佳噴射比和噴射時(shí)刻的工況，以實(shí)現(xiàn)在火花塞周?chē)a(chǎn)生分層混合燃油來(lái)完成稀薄燃燒。考慮到噴射比和噴射時(shí)刻的重要性，通過(guò)一維仿真分析研究直噴噴射比對(duì)稀薄燃燒性能的影響。仿真表明，仿真技術(shù)對(duì)預(yù)測(cè)稀薄燃燒性能十分有效，節(jié)省了分析各種參數(shù)對(duì)稀薄燃燒特征影響的時(shí)間。

將直噴策略及進(jìn)氣口噴射和直噴結(jié)合的策略應(yīng)用于稀燃汽油機(jī)。通過(guò)改變直噴比率研究稀薄極限A/F和燃燒特性。獲得以下結(jié)論。

（1）相比噴嘴燃油噴射系統(tǒng)，雙噴射系統(tǒng)下的稀薄極限A/F提高54%。與直噴系統(tǒng)相比，雙噴射系統(tǒng)下稀薄極限A/F提高27%。

（2）不僅可以通過(guò)增加直噴噴射比擴(kuò)大稀薄極限A/F，還可以通過(guò)將直噴噴射時(shí)刻設(shè)置接近上止點(diǎn)來(lái)擴(kuò)大稀薄極限A/F。因此分層混合對(duì)于擴(kuò)大稀薄極限A/F十分有效。

（3）采用直噴策略（包括將進(jìn)氣口噴射和直噴結(jié)合的策略），會(huì)增加燃燒壓力。

（4）隨著直噴注入燃油的增加，CO和NOx排放增加。當(dāng)直噴注入大于40%，THC排放趨于增加。分層情況下燃燒室壁面容易變得濕潤(rùn)。

刊名：Petroleum Science（英）

刊期：2014年第11期

作者：Byungdeok In et al

編譯：王欣欣