基于燃油加熱減少缸內直噴汽油機冷起動排放的研究

基于燃油加熱減少缸內直噴汽油機冷起動排放的研究

傳統汽油機多通過將燃油噴射到進氣歧管中，與空氣混合形成可燃混合氣，之后進入燃燒室中，因而稱之為端口噴射（PFI）。這種噴射方式在燃油噴射與可燃混合氣進入燃燒室之間存在時間延遲，因而出現了將燃油直接噴射到燃燒室內的汽油缸內直噴（GDI）方式。由于GDI噴射方式將燃油直接噴入燃燒室中，造成燃油霧化時間短，使燃燒前燃油與空氣不能充分混合，因而GDI汽油機的排放較高。由于排放主要產生于汽油機冷起動階段，因而眾多研究主要針對如何降低GDI汽油機冷起動階段的排放。

通過對GDI汽油機冷（20℃）起動階段進行分析，推斷出較低的燃油噴射溫度不利于燃油霧化，使燃油液滴吸附在氣缸壁上，從而造成排放增加，尤其是未燃燒HC的增加。因而，研究通過對燃油加熱來解決排放增加問題。通過試驗對該研究的有效性進行驗證。試驗時，采用一臺排量3.8L的6缸汽油機，在其噴油器上安裝美國德爾福（Delphi）集團生產的3.5HT噴油器加熱線圈，該加熱線圈能夠將待噴射的燃油加熱至40℃。試驗采用10%乙醇和90%汽油形成的混合燃油，并采用優化后的多次噴射策略，設定噴射壓力8.5MPa。

對使用加熱線圈和不使用加熱線圈下的汽油機燃燒特性和排放特性進行對比。對比結果表明，使用加熱線圈后，汽油機的燃油噴霧霧化明顯改善、氣化明顯增加、平均有效壓力增加了31%、未燃燒HC排放減少了24%，且缸內燃燒更加穩定。

William Fedoretal.SAE 2016-01-0825.

編譯：王祥