汽油直噴發動機的開發

汽油直噴發動機的開發

以往的研究表明，汽油直噴壓燃式發動機（GDCI）在合理轉速負荷范圍使用RON91汽油具有較高燃料效率、低NOx和PM排放的優點。本文基于大量的仿真模擬及單缸發動機試驗設計制造了一臺4缸1.8L汽油直噴發動機。該汽油發動機采用了一項新的低溫燃燒技術，為新型壓燃式發動機。該發動機具有頂部燃燒室、中央噴射器，氣體壓縮比為15∶1。為與之進行匹配還研發了一個新的活塞與噴射系統。燃油噴射、氣門和提升系統性能是該發動機研發的關鍵技術。

發動機測功器分別對空負荷、部分負荷和滿負荷工況進行試驗測試。空載和低負荷工況下的熱燃燒NOx和PM排放低于各自的目標值。此發動機的指示平均有效壓力（IMEP）的變異系數小于3%，渦輪增壓器的進排氣溫度大于250℃。在中高負荷情況下，由于采用廢氣再循環技術使得NOx、PM排放物及排放噪聲均低于目標值。在滿負荷工況下，45%排放廢氣可以再循環使用。在所有的負荷條件下，都是通過噴射量和定時系統進行混合比例和燃燒位置的控制。

對發動機系統進行了瞬態模擬，用以開發EGR控制策略和進氣溫度控制策略。研究表明，發動機瞬態仿真對控制實際高負荷率工況下的發動機具有顯著的參考價值。進氣加熱策略同時進行冷起動工況的模擬研究表明，為提升發動機在全工況下的性能需要開發更為先進的發動機控制系統。

Mark Sellnau et al.SAE 2014-01-1300.

編譯：張玉倫