基于燃油加熱減少缸內(nèi)直噴汽油機(jī)冷起動排放的研究

傳統(tǒng)汽油機(jī)多通過將燃油噴射到進(jìn)氣歧管中，與空氣混合形成可燃混合氣，之后進(jìn)入燃燒室中，因而稱之為端口噴射（PFI）。這種噴射方式在燃油噴射與可燃混合氣進(jìn)入燃燒室之間存在時間延遲，因而出現(xiàn)了將燃油直接噴射到燃燒室內(nèi)的汽油缸內(nèi)直噴（GDI）方式。由于GDI噴射方式將燃油直接噴入燃燒室中，造成燃油霧化時間短，使燃燒前燃油與空氣不能充分混合，因而GDI汽油機(jī)的排放較高。由于排放主要產(chǎn)生于汽油機(jī)冷起動階段，因而眾多研究主要針對如何降低GDI汽油機(jī)冷起動階段的排放。

通過對GDI汽油機(jī)冷（20℃）起動階段進(jìn)行分析，推斷出較低的燃油噴射溫度不利于燃油霧化，使燃油液滴吸附在氣缸壁上，從而造成排放增加，尤其是未燃燒HC的增加。因而，研究通過對燃油加熱來解決排放增加問題。通過試驗對該研究的有效性進(jìn)行驗證。試驗時，采用一臺排量3.8L的6缸汽油機(jī)，在其噴油器上安裝美國德爾福（Delphi）集團(tuán)生產(chǎn)的3.5HT噴油器加熱線圈，該加熱線圈能夠?qū)⒋龂娚涞娜加图訜嶂?0℃。試驗采用10%乙醇和90%汽油形成的混合燃油，并采用優(yōu)化后的多次噴射策略，設(shè)定噴射壓力8.5MPa。

對使用加熱線圈和不使用加熱線圈下的汽油機(jī)燃燒特性和排放特性進(jìn)行對比。對比結(jié)果表明，使用加熱線圈后，汽油機(jī)的燃油噴霧霧化明顯改善、氣化明顯增加、平均有效壓力增加了31%、未燃燒HC排放減少了24%，且缸內(nèi)燃燒更加穩(wěn)定。

William Fedoretal.SAE 2016-01-0825.

編譯：王祥