高增壓渦輪直噴汽油機(jī)掃氣時(shí)的非正常燃燒特性研究

渦輪增壓直噴（TGDI）汽油機(jī)能夠在低轉(zhuǎn)速時(shí)輸出高扭矩，因此可以減小汽油機(jī)尺寸。但是，由于低速扭矩值受到渦輪壓氣機(jī)喘振線(xiàn)的限制，因此可采用可變氣門(mén)正時(shí)（VVT）技術(shù)，應(yīng)用掃氣來(lái)提高低速扭矩值，因?yàn)閽邭饪梢蕴岣哌M(jìn)氣量。對(duì)于均質(zhì)混合氣的高增壓渦輪直噴汽油機(jī)在轉(zhuǎn)速低于2500r/min、且平均有效壓力高于1.5MPa時(shí)常會(huì)出現(xiàn)早燃現(xiàn)象。早燃會(huì)導(dǎo)致缸內(nèi)壓力急劇升高，因此其被視為不正常燃燒。研究了排量為1.5L的渦輪高增壓直噴汽油機(jī)掃氣時(shí)的燃燒特性。

通過(guò)試驗(yàn)研究，得到以下結(jié)論：①對(duì)于所測(cè)試的發(fā)動(dòng)機(jī)，低速早燃現(xiàn)象主要是發(fā)生在掃氣時(shí)期；②掃氣流中的燃油微粒會(huì)在入口處形成大量碳?xì)涑练e，這些沉積脫落后會(huì)造成低速早燃；③主要有兩種情況會(huì)導(dǎo)致低速早燃：燃油顆粒進(jìn)入氣缸后貼附在高溫的氣缸表面上，這將首先導(dǎo)致低速早燃；燃燒室頂部或者是入口處的積碳在低速早燃所導(dǎo)致的高壓振動(dòng)下脫落導(dǎo)致低速早燃，直到脫落的積碳燃燒完全后低速早燃才會(huì)結(jié)束；④增加混合氣濃度可以降低由于低速早燃所導(dǎo)致的氣缸強(qiáng)烈振動(dòng)，這是因?yàn)榛旌蠚鉂舛扰c最大火焰?zhèn)鞑ニ俣扔嘘P(guān)，增加混合氣濃度可以提高火焰?zhèn)鞑ニ俣?，這時(shí)由于低速早燃所導(dǎo)致的壓力波動(dòng)可以忽略不計(jì)，然而，低速早燃對(duì)所有發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)都是不正常燃燒；⑤考慮到由于低速早燃導(dǎo)致的不正常現(xiàn)象，通過(guò)增加混合氣濃度來(lái)緩解壓力波動(dòng)只能被認(rèn)為是一種暫替手段，在平穩(wěn)后仍將采用化學(xué)計(jì)量混合氣。

HoTengetal.SAE2017-01-1721.

編譯：陳若龍