汽油壓燃發動機小負荷工況缸內燃燒組織優化

張光德，雷 鵬，謝昆鵬，彭春萌

（武漢科技大學汽車與交通工程學院，湖北 武漢 430081）

1 引言

在環境和能源的雙重挑戰下，“均質壓燃、低溫燃燒”技術近年來在國內外受到了廣泛的研究，為了實現內燃機高效低排，國內外學者們提出了均質壓燃（HCCI）、預混充量壓燃（PCCI）、部分預混壓燃（PPC）以及反應活性控制壓燃（RCCI）等多種新型燃燒方式[1-2]。基于上述燃燒方式的研究基礎上，文獻[3-4]提出了汽油部分預混壓燃（GCI）燃燒方式，它利用了汽油燃料較長的滯燃期和較好的霧化性能，在柴油機中實現壓燃，以獲得較高的熱效率和較低的NOx與Soot 排放。汽油部分預混壓燃（GCI）作為一種全新的燃燒方式受到了廣泛的關注和研究。以文獻[5-9]為代表的國內外研究學者深入開展了一系列研究工作，研究表明：在柴油機中實現汽油壓燃（GCI）能在較寬廣的工況范圍內獲得較高的熱效率和較低的NOx與Soot 排放，通過多次噴射能降低高負荷的壓升率，但小負荷工況難以自燃著火，燃燒效率低，燃燒穩定性差，排放超標等問題仍未得到良好的解決。

燃燒波動和排放超標是GCI 發動機小負荷工況面臨的主要技術難題，研究學者們已經發現通過二次噴射和EGR 循環能改善GCI 小負荷工況的性能，但GCI 燃燒方式對邊界條件的變化極其敏感，輕微的變化也可能造成很大的燃燒波動，這方面的研究成果卻很少。為了明確邊界參數對GCI 發動機小負荷燃燒和排放的改善作用，借助三維CFD 軟件CONVERGE 平臺，分析了噴油時刻、進氣增壓、富氧進氣等能改善缸內燃燒組織的主要的邊界參數對GCI 燃燒模式小負荷工況的影響。……