基于進(jìn)氣道燃油噴射和缸內(nèi)燃油直接噴射策略的汽油機(jī)排放和燃油經(jīng)濟(jì)性的分析

隨著汽車(chē)排放法規(guī)日益嚴(yán)格，開(kāi)發(fā)出了雙噴射系統(tǒng)（組合端口噴射和直接燃油噴射）、分體噴射策略（單次和多次直接燃油噴射）以及使氣缸內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈空氣運(yùn)動(dòng)的不同進(jìn)氣系統(tǒng)等解決方案。這些解決方案的目的是在均勻性和溫度方面改善缸內(nèi)混合物的制備情況，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒質(zhì)量，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率和燃油經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)降低發(fā)動(dòng)機(jī)排放。介紹了基于雙噴射系統(tǒng)小型單缸直噴汽油機(jī)的燃燒過(guò)程、燃燒效率和排放情況。為改善其燃燒過(guò)程，結(jié)合進(jìn)氣道端口噴射（PFI）和缸內(nèi)后期燃油直接噴射（DI）策略進(jìn)行了大量試驗(yàn)。試驗(yàn)選擇了幾個(gè)穩(wěn)態(tài)點(diǎn)來(lái)表征典型發(fā)動(dòng)機(jī)的使用條件，逐漸改變直接噴射正時(shí)以找到最佳噴射正時(shí)，從而獲得最佳缸內(nèi)條件，最終在發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷條件下實(shí)現(xiàn)最佳效率。

介紹了汽油缸內(nèi)直噴汽油機(jī)在單一早期DI和PFI/后期DI兩種噴射策略下燃燒過(guò)程、燃油經(jīng)濟(jì)性和排放情況。在第1種噴射策略中，早期使用單一DI來(lái)實(shí)現(xiàn)燃油混合物內(nèi)各種成分混合均勻；在第2種噴射策略中，當(dāng)進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉時(shí)，使用進(jìn)氣道燃油噴射器將70%的燃油噴入進(jìn)氣歧管，剩余的30%燃油在壓縮沖程后期通過(guò)具有中空錐形噴霧器的壓電噴射器直接噴入氣缸中。研究結(jié)果表明：①在PFI/后期DI工作期間，后期DI噴射定時(shí)直接影響汽油機(jī)燃燒過(guò)程、燃油經(jīng)濟(jì)性和排放；②當(dāng)后期DI使用最佳噴射正時(shí)時(shí)，將使火焰?zhèn)鞑ジ欤鹑紵厔?shì)更小，燃燒過(guò)程可在上止點(diǎn)（TDC）附近發(fā)生，以獲得最大效率；③若后期DI延遲，則CO和PM排放量則增加；④在排放方面，與單一早期DI相比，PFI/后期DI在1000r/min、0.883MPa條件下凈燃油消耗率（NISFC）顯著降低，約降低 9%；⑤在 2000r/min和3000r/min條件下，由于燃燒效率較低，因此采用PFI/后期DI的NISFC汽油機(jī)效率比采用單一早期DI汽油機(jī)略高；⑥與單一早期DI汽油機(jī)相比，PFI/后期DI汽油機(jī)產(chǎn)生的PM排放顯著降低，CO排放量較高，UHC排放較低。

Reza Golzari et al SAE 2016-01-2174.

編譯：張帥