低空燃比和EGR稀釋率對GDI發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響

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低空燃比和EGR稀釋率對GDI發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響

研究了廢氣再循環(huán)（EGR）稀釋率和低空燃比對GDI發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響，試驗(yàn)是在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1500r/min，平均指示壓力為0.56MPa的部分負(fù)荷下進(jìn)行的，此時(shí)EGR稀釋率對提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率和排放性能很重要。低能量瞬態(tài)等離子點(diǎn)火系統(tǒng)能夠改善EGR稀釋率和低空燃比。相比傳統(tǒng)的點(diǎn)火系統(tǒng)，所有工況下低能量瞬態(tài)等離子點(diǎn)火系統(tǒng)的火焰擴(kuò)展角都較小，且燃燒持續(xù)時(shí)間不會(huì)顯著改變。而不完全燃燒會(huì)限制低能量瞬態(tài)等離子體系統(tǒng)對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的改善。研究結(jié)果表明，低能量瞬態(tài)等離子點(diǎn)火系統(tǒng)能夠提高EGR稀釋率和低空燃比，且能略微提高發(fā)動(dòng)機(jī)的指示熱效率水平。其中，EGR稀釋率能夠提高20%（22.7%～27.1%的廢氣再循環(huán)率），空燃比可以提高約10%（λ：1.55～1.7）。

電極設(shè)計(jì)是控制火焰速度和總?cè)紵龝r(shí)間的關(guān)鍵因素。優(yōu)化電極設(shè)計(jì)能夠提高低能量瞬態(tài)等離子點(diǎn)火系統(tǒng)的效率。研究表明，低能量瞬態(tài)等離子點(diǎn)火系統(tǒng)所提供的最大能量取決于電場的產(chǎn)生。一旦系統(tǒng)中產(chǎn)生電場，即使提供更多的能量也不能夠增加點(diǎn)火系統(tǒng)的有效性。因此，需要研究不同操作條件下點(diǎn)火系統(tǒng)所提供的能量。試驗(yàn)中，發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的電荷運(yùn)動(dòng)保持不變。增加電荷運(yùn)動(dòng)能夠提高EGR的稀釋率，但當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)超過某一點(diǎn)時(shí)，傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火能力會(huì)得到改善。低能量瞬態(tài)等離子體點(diǎn)火系統(tǒng)能夠改善EGR稀釋率，未來的研究可以通過增加電荷運(yùn)動(dòng)來進(jìn)一步改善EGR環(huán)稀釋度。

James Sevik et al.Proceedings of the ASME 2015 Internal Combustion Engine Division Fall Technical Conference，2015.

編譯：朱會(huì)