缸內(nèi)高壓直噴汽油機的燃燒效率優(yōu)化

缸內(nèi)高壓直噴汽油機的燃燒效率優(yōu)化

缸內(nèi)直噴汽油機與傳統(tǒng)汽油機相比，具有更高的充量系數(shù)、熱效率和更好的瞬態(tài)響應(yīng)能力，因而成為當(dāng)前汽油機的主要類型。但由于汽油機的燃燒特性和排放特性與其燃油噴霧特性直接相關(guān)，而高壓噴油器能夠產(chǎn)生具有良好蒸發(fā)特性的燃油噴霧，因而常在缸內(nèi)直噴汽油機上采用高壓噴油器即為缸內(nèi)高壓直噴汽油機。為了進(jìn)一步提高缸內(nèi)高壓直噴汽油機的燃燒效率，需要對其做進(jìn)一步優(yōu)化。隨著各種先進(jìn)測量技術(shù)的實現(xiàn)，通過對汽油機運行過程進(jìn)行分析實現(xiàn)對其優(yōu)化，逐漸成為汽油機燃燒效率優(yōu)化的主要方法。

缸內(nèi)高壓直噴汽油機運行時，高壓噴油器形成的燃油噴霧與進(jìn)氣道進(jìn)入的空氣在燃燒室內(nèi)混合，形成可燃混合氣。之后，火花塞產(chǎn)生電火花，引燃火花塞附近的可燃混合氣，產(chǎn)生的火焰不斷傳播，引燃整個燃燒室內(nèi)的可燃混合氣。燃燒結(jié)束后產(chǎn)生的排放物隨后進(jìn)入排氣歧管中被排出。通過對上述運行過程的分析，結(jié)合先進(jìn)的測量技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。可用的先進(jìn)測量技術(shù)包括：①使用Mie散射技術(shù)實現(xiàn)燃油噴霧的可視化；②使用高速粒子圖形測速技術(shù)實現(xiàn)對汽油機燃燒室內(nèi)部瞬時流場的可視化；③使用高速視頻顯微鏡結(jié)合光纖探針實現(xiàn)燃燒室內(nèi)火焰?zhèn)鞑サ目梢暬虎苁褂秒p色法監(jiān)測缸內(nèi)生成碳煙的溫度和燃燒室內(nèi)部可燃混合氣濃度；⑤使用高分辨率排放氣體分析儀確定排放顆粒物尺寸分布、顆粒物質(zhì)量和未燃燒HC濃度。所介紹的先進(jìn)測量技術(shù)還能夠?qū)Σ糠重?fù)荷和稀薄燃燒混合條件下的汽油機進(jìn)行燃燒效率優(yōu)化。

Ulrich Spicheretal.SAE 2016-01-2244.

編譯：王祥