直噴汽油機(jī)缸內(nèi)等離子點(diǎn)火系統(tǒng)的臺(tái)架試驗(yàn)

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直噴汽油機(jī)缸內(nèi)等離子點(diǎn)火系統(tǒng)的臺(tái)架試驗(yàn)

對(duì)一種新型等離子點(diǎn)火系統(tǒng)在GDI發(fā)動(dòng)機(jī)（直噴汽油機(jī)）中的表現(xiàn)做了較為詳細(xì)的評(píng)估，并闡述了該系統(tǒng)能夠在不改變發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提高其燃燒效率。火花放電產(chǎn)生的等離子體的存在時(shí)間能夠達(dá)到4ms。

本文使用一臺(tái)光學(xué)單缸GDI發(fā)動(dòng)機(jī)來測(cè)試這個(gè)新型點(diǎn)火系統(tǒng)的等離子體對(duì)火焰核心穩(wěn)定性和火焰前鋒面的影響，測(cè)試條件為低負(fù)荷和稀混合氣。該發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋則采用具有類似幾何參數(shù)（缸徑、行程、壓縮比）的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋。所有的試驗(yàn)測(cè)試均使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在2000r/min和10MPa噴油壓力工況下。

本試驗(yàn)采用了紫外可視2D化學(xué)發(fā)光技術(shù)，由于OH自由基的作用，因此試驗(yàn)通過一個(gè)帶通濾波器識(shí)別其中的可見光信號(hào)，并以此來檢測(cè)燃燒早期階段火焰前鋒的起始位置和傳播特性。該等離子點(diǎn)火系統(tǒng)改善了早期燃燒階段的效率和穩(wěn)定性。進(jìn)而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)平均指示壓力（IMEP）和循環(huán)變動(dòng)系數(shù)（COV）也有一定的改善。

在燃燒初始階段，火焰的光度較高且也比較穩(wěn)定，這是因?yàn)榈入x子輔助點(diǎn)火（PAI）不受點(diǎn)火正時(shí)的影響。另外，點(diǎn)火提前角卻對(duì)火焰?zhèn)鞑ヌ匦杂酗@著影響，特別是PAI的加入，使得火焰的傳播和變化速度更快，當(dāng)點(diǎn)火提前角越大時(shí)，這種作用也更為明顯。當(dāng)然，PAI的作用時(shí)間能夠覆蓋整個(gè)早期燃燒階段（可燃混合氣的已燃燒質(zhì)量小于10%）。

PAI同樣能夠通過降低COV和增加火焰前鋒面積提高火焰形態(tài)的穩(wěn)定性。隨著時(shí)間的變化，可以通過檢測(cè)OH自由基在空間的分布變化來檢測(cè)燃燒過程中混合氣的成分。

Simona Silvia Merola.SAE 2015-24-2520.

編譯：苗志慧