預噴對柴油和乙醚直噴柴油機燃燒及排放的影響

預噴對柴油和乙醚直噴柴油機燃燒及排放的影響

主要就預噴和主噴的時間間隔長短對發動機燃燒特性和排放特性帶來的影響進行相關的試驗研究，另外還在理想噴油策略條件下，對柴油和乙醚兩種燃料對發動機燃燒特性和排放性能帶來的影響進行了對比分析，并得出相關結論。

試驗所用的發動機為單缸直噴柴油機，根據燃料不同使用2套不同的博世共軌噴射系統。由于乙醚密度小、熱值低等一系列特點，需將更大體積的乙醚燃料噴入燃燒室，噴射量大約是柴油體積的1.8倍。另外由于乙醚燃料的上述性質，乙醚直噴柴油機需要較長的噴油周期和較大的噴油正時，其預噴量是總噴油量的1/8，主噴量占總噴油量的7/8。試驗分為5組，共用到20個策略，每組設定1個策略對單次噴射和預噴策略進行對比，5組單次噴射的噴油時刻分別為-4°、-2°、2°、4°，這些時刻在預噴策略中作為主噴時刻，每組的預噴和主噴時間間隔為10°、16°、22°。

通過試驗數據分析可知，預噴策略對燃燒放熱率有明顯的影響，預噴角越大放熱率越低，同時預噴策略還可以在保持壓力峰值不變的前提下使壓力曲線更加平滑。另外預噴策略使燃燒延遲縮短，燃燒持續期增長，這種特點對排放有不利影響，因為燃燒過程主要通過擴散燃燒完成，燃燒延遲縮短會產生大量的碳煙和NOx排放。由于乙醚氣化速度快，在氣缸中與空氣混合速度快，因此燃燒速度快可實現無煙燃燒。對CO和HC排放來說，由于這兩種排放物對預噴時刻很敏感，因此需精確控制預噴時刻和主噴時刻來嚴格控制其排放。

Dong Won Jung et al.SAE 2011-01-1958.

編譯：韓曉梅