多模式發(fā)動(dòng)機(jī)三效催化轉(zhuǎn)化器的燃油經(jīng)濟(jì)性研究

多模式發(fā)動(dòng)機(jī)三效催化轉(zhuǎn)化器的燃油經(jīng)濟(jì)性研究

高度稀釋、低溫均質(zhì)充量壓燃（HCCI）燃燒可降低發(fā)動(dòng)機(jī)NOx的排放量至超低水平。標(biāo)準(zhǔn)的驅(qū)動(dòng)循環(huán)過(guò)程需要在HCCI與火花點(diǎn)火（SI）燃燒模式之間進(jìn)行切換。試驗(yàn)使用的是帶有渦輪增壓系統(tǒng)的2.0L4缸多模式發(fā)動(dòng)機(jī)，研究采用三元催化轉(zhuǎn)化器（TWC）滿(mǎn)足車(chē)輛的排放要求時(shí)，量化燃燒模式轉(zhuǎn)換對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性和NOx排放的影響。TWC需要氧氣存儲(chǔ)空間，在HCCI過(guò)程中，稀薄廢氣會(huì)充滿(mǎn)氧氣存儲(chǔ)罐，從而降低TWC中NOx的轉(zhuǎn)化效率。如果廢氣中NOx的排放水平很高，則動(dòng)循環(huán)的點(diǎn)火模式會(huì)從稀薄燃料HCCI模式轉(zhuǎn)換為充足燃料SI模式，以恢復(fù)TWC的效率。這種稀薄燃燒模式與充足點(diǎn)火模式之間的轉(zhuǎn)換會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)也會(huì)降低其燃燒效率。為了評(píng)估這些轉(zhuǎn)換對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性和NOx排放的影響，將發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模式切換狀態(tài)模型、以?xún)?chǔ)氧為主的TWC模型與縱向車(chē)輛模型相結(jié)合。根據(jù)稀薄燃料HCCI模式到充足燃料SI模式的轉(zhuǎn)換切換狀態(tài)模型，比較3個(gè)后處理策略對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性和排放標(biāo)準(zhǔn)的影響。針對(duì)驅(qū)動(dòng)循環(huán)過(guò)程中燃油經(jīng)濟(jì)性和NOx排放的影響兩方面比較不同轉(zhuǎn)換模式的策略。結(jié)果表明，稀薄-充足模式間的轉(zhuǎn)換能使發(fā)動(dòng)機(jī)在暖機(jī)狀態(tài)下滿(mǎn)足NOx的廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。

進(jìn)一步的工作需要建立一個(gè)更詳細(xì)的TWC模型，以研究溫度和冷起動(dòng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放和燃料消耗的影響。

刊名：JournalofDynamic Systems,Measurement, andControl（英）

刊期：2015年第137期

作者：SandroP.Nueschetal

編譯：趙喚