臭氧改善壓縮點火汽油機低負荷運行的潛力

臭氧改善壓縮點火汽油機低負荷運行的潛力

基于汽油部分預混燃燒（GPPC）的壓縮點火（GCI）汽油機具有較高的效率和較低的NOx與碳煙排放。然而，由于汽油的辛烷值較高，其反應活性較低，因此導致GCI汽油機在低負荷下常常出現失火和不穩定燃燒，從而限制了GCI汽油機在低負荷下運行。將臭氧輸送到GCI汽油機進氣歧管中，能夠增加汽油的反應活性，克服GCI汽油機低負荷運行的限制。

通過試驗分析臭氧對GCI汽油機低負荷運行的影響。試驗采用一臺法國標致汽車公司生產的DW10汽油機，壓縮比設定為16∶1，渦流比設定為1∶1，進氣壓力設定為0.1MPa，轉速設定為1500r/min，用來模擬GCI汽油機的低負荷運行條件。采用美國德爾福公司生產的有2個8孔噴油器的高壓共軌噴射系統，并將噴射壓力設定為40MPa。采用辛烷值（RON）為95的市售汽油進行試驗，并采用德國安思羅斯公司生產的COM-AD-01臭氧發生器提供不同流速下的臭氧，將其輸送到GCI汽油機的進氣歧管中。采用瑞士奇石樂公司生產的4075A型壓電式傳感器測量缸內壓力，采用日本堀場公司生產的7100氣體分析儀測量各種排放物的含量。對比不同臭氧流速和噴油定時下的試驗結果發現，使用臭氧能夠促進汽油缸內壓縮自燃，且越早的噴油定時產生的促進作用越明顯。臭氧濃度為383mg/m3時，汽油反應活性顯著增強，此時GCI汽油機的NOx和HC排放顯著降低，但是CO排放出現增加。通過使用兩次噴射策略形成部分汽油分層混合氣，能夠優化對燃燒相位的控制，避免熱釋放率過高，減少CO排放的增加。

PietroMatteoPinazzietal. SAE2017-01-0746.

編譯：李臣