GDI汽油機進氣門沉積物的形成因素分析

GDI汽油機進氣門沉積物的形成因素分析

采用汽油缸內直噴（GDI）技術的汽油機，稱為GDI汽油機。該汽油機能夠在中低負荷工況下采用稀薄燃燒策略，而在高負荷工況下采用均質混合氣燃燒策略，實現汽油機整個運行工況下的燃燒優化，因而具有良好的燃油經濟性和排放特性。但是，在GDI汽油機在在實際使用過程中，進氣門有沉積物（IVD）存在是一個常見問題。IVD隨GDI汽油機運行時間不斷堆積，達到一定量時將使汽油機出現燃燒惡化、運行不穩定、進氣門故障和汽油機故障等問題。為解決該問題，需要定期進行IVD的機械清洗，但這會增加GDI汽油機的使用成本。目前，還沒有建立IVD形成的機理。因而，需要通過試驗對影響IVD形成的因素進行分析，以便于優化GDI汽油機的設計。

試驗采用美國通用汽車公司子品牌龐蒂亞克旗下的2008款Solstice，該車總行駛里程超過了80萬km，且對進氣門進行過多次清洗，因而采用該車配備的GDI汽油機能夠很好地表征IVD的形成過程。試驗前，將試驗汽車上使用的GDI汽油機拆下，安裝在發動機測試臺架上，以便于對GDI汽油機參數進行控制。試驗采用美國市售乙醇含量為10%的無鉛汽油，進行多種負荷工況下的燃燒試驗，并記錄IVD的形成量。此外，首次試驗完成后，在GDI汽油機油底殼中加入添加劑，改變潤滑油組成成分，并進行重復試驗。試驗結果顯示：①IVD的形成與潤滑油組成成分、GDI汽油機磨損、未燃燒汽油和排放氣體有關，其中，最主要的是潤滑油組成成分；②較高的GDI汽油機負荷可加快IVD的形成速率。

GregoryGuintheretal.SAE 2016-01-2252.

編譯：李臣