以汽油為燃料的2沖程高速直噴柴油機PPC研究

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以汽油為燃料的2沖程高速直噴柴油機PPC研究

在汽油辛烷值范圍內，燃料的部分預混燃燒（PPC）被證明能夠降低NOx和PM排放，并在提高工作效率的同時可以控制燃燒相位。對4沖程發動機的研究表明，汽油PPC技術可以順利應用于2沖程發動機。2沖程發動機可以擴大汽油PPC的負荷范圍，因為其可以提供與4沖程發動機相同的扭矩，但其平均指示壓力僅為4沖程發動機的一半。此外，2沖程發動機的架構可以靈活地實現空氣管理參數控制，并持續控制氣缸的燃燒條件以及影響燃燒環境，即使在低負荷條件下也能適當地實現燃燒控制。

對新設計的2沖程高速直噴柴油機使用95號辛烷值商業汽油進行試驗研究，以評價PPC對污染物控制的潛力。試驗結果證實，如何在轉速1200r/min、平均指示壓力0.5MPa的低速中等負荷條件下，實現穩定的汽油部分預混燃燒。在平均指示壓力相對值低于3%時保持燃燒穩定，大于98%時具有較高的燃燒效率，而且NOx和PM水平較低，這是因為空氣管理的設置提高了對氣缸內氣體溫度的范圍。研究表明，在低負荷工況下獲得的循環效率比傳統柴油機燃燒獲得的低。因此，發動機零部及其設置的優化過程需要充分利用2沖程發動機汽油PPC的優點。在未來研究中提高汽油PPC的策略包括：進行多次噴射；增加壓縮比或降低燃料辛烷值，并利用進氣溫度和內部廢氣再循環比來控制氣缸燃油燃燒爆發。此外，汽油PPC策略是在較高的負荷點可提供最佳效率，優勢比傳統柴油燃燒更明顯，因此可以很方便地在較高的負荷范圍內評價汽油PPC概念的表現。

刊名：Applied Energy（英）

刊期：2014年第122期

作者：J.Benajes et al

編譯：郭永奇