發動機潤滑油和燃油對小型發動機低速早燃的影響

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發動機潤滑油和燃油對小型發動機低速早燃的影響

采用渦輪增壓小型發動機，在維持自身性能水平的同時，可降低發動機排量，改善汽車效率，與常規汽油機相比燃油消耗能減少約12%～15%。但發動機的小型化往往受低速（轉速低于3000r/min）和高負荷（平均有效壓力至少1MPa，通常高于2MPa）下的缸內不規則燃燒限制。這種不規則燃燒是間歇性且不可預測的，并會產生較高的峰值壓力（25～35MPa），造成發動機損壞。這種不規則燃燒引發的發動機損壞又稱為發動機爆震。雖然爆震發生的機理還沒有完全掌握，但已有相關研究表明，發動機低速早燃現象的發生可能導致發動機缸內壓力過高，產生爆震。對此，本文通過試驗分析發動機潤滑油和燃油對小型發動機低速早燃的影響，從而提高發動機燃油效率、減少爆震現象的發生。

由于點火延遲的存在，因此使得發動機潤滑油以及燃油中重餾分油組成的混合物進入到發動機燃燒室中，而出現低速早燃現象正是由于這部分可燃混合物在缸內局部自動點火引發的，需對該現象進行模擬。試驗發動機為福特Sigma Zetec-SE直列4缸發動機，該發動機壓縮比為11、排量為1.6L。噴油系統采用進氣口燃油噴射系統，以增加油氣混合的均勻性。所有測試都在發動機4個氣缸中的1個缸內進行，其余3個氣缸也運行，用以平衡發動機。發動機潤滑油以及燃油中重餾分油組成的混合物，通過安裝在氣缸內的博世103092933缸內直噴噴油器噴射入試驗氣缸中。試驗時，采用控制單元控制試驗氣缸的進氣、排氣壓力和溫度。之后采用傳感器對缸內壓力、進排氣口壓力、空燃比、尾氣HC含量和排氣溫度進行采集，曲軸每轉動0.1°記錄1次數據。結果顯示：①小型發動機低速早燃發生的位置起源于燃燒室內部，提高氣缸壁溫度能降低低速早燃發生的頻率；②修改發動機設計，減少和消除燃燒室內混合物的形成或改變潤滑油和燃料化學特性，使其形成的混合物不易成為點火源，這兩項措施可作為減少小型發動機低速早燃現象發生的有效途徑。

Orian Welling et al.SAE 2014-01-1219.

編譯：王祥