乙醇對(duì)GDI發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)廢氣微粒的影響

?

乙醇對(duì)GDI發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)廢氣微粒的影響

在單缸發(fā)動(dòng)機(jī)中進(jìn)行試驗(yàn)，研究乙醇對(duì)減少直噴汽油機(jī)（GDI發(fā)動(dòng)機(jī)）顆粒排放的影響。將純凈的無水乙醇與試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽油燃料作對(duì)比。在發(fā)動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)下，用高速相機(jī)記錄不同缸內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)角的燃油噴霧、燃燒和碳煙熱輻射圖像。使用煙度計(jì)測量發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中微粒的排放。在平均指示壓力約為0.55MPa、進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力為76kPa，以及負(fù)荷相同的條件下進(jìn)行所有試驗(yàn)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速恒定為1500r/min時(shí)，通過控制燃料噴射的持續(xù)時(shí)間能夠確保發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃料按化學(xué)計(jì)量燃燒。調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)上止點(diǎn)（TDC）的燃燒相位為8°。研究不同燃料下發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度和燃料噴射正時(shí)對(duì)燃料噴射特性和碳煙形成的影響。成像數(shù)據(jù)表明，碳煙是由于液體燃料碰撞發(fā)動(dòng)機(jī)活塞表面而產(chǎn)生的。應(yīng)用定量測量的方法獲得該試驗(yàn)的圖像數(shù)據(jù)，并基于高速成像數(shù)據(jù)量化缸內(nèi)碳煙的形成特征和燃油噴霧特性，成像數(shù)據(jù)為控制發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒物排放提供了更好的噴射正時(shí)參數(shù)，表明采用光學(xué)成像技術(shù)所獲得結(jié)果能夠代表發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒物排放結(jié)果。在較高冷卻劑溫度和延遲燃料噴射定時(shí)下，通過改變?nèi)剂蠂婌F與活塞表面和氣缸套的相互作用，以改變兩種不同燃料下的缸內(nèi)碳煙排放量。基于以前的研究，在每種運(yùn)行工況下，使用乙醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)都比汽油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)排放的煙塵少。將燃油噴霧特性（根據(jù)活塞位置確定從活塞表面返濺的燃油量和噴射角度）作為缸內(nèi)碳煙形成的重要指標(biāo)。從活塞上返濺的燃油量越多，活塞表面燃油膜的面積和厚度越小。較高的冷卻溫度能大幅降低每種燃油噴射正時(shí)下缸內(nèi)碳煙的形成，延遲噴射正時(shí)能夠降低兩種燃料在較高冷卻溫度和正常冷卻溫度下碳煙的形成。研究結(jié)果表明，乙醇燃料能夠降低發(fā)動(dòng)機(jī)的碳煙排放。

刊名：Energy&Fuels（英）

刊期：2015年第29期

作者：Mohammad Fatouraie et al

編譯：朱會(huì)