稀薄燃燒工況對汽油缸內直噴汽油機顆粒物排放的影響

稀薄燃燒工況對汽油缸內直噴汽油機顆粒物排放的影響

汽油缸內直噴（GDI）汽油機會產生顆粒物（PM）排放的問題，在稀薄燃燒工況其會排放出比傳統發動機更為細小的顆粒，無法滿足歐6排放標準。對一款自然吸氣的GDI汽油機稀薄燃燒工況進行了研究，評價其在不同的燃燒策略和不同的過量空氣系數下PM濃度以及尺寸。通過采用不同的發動機燃燒控制策略試驗分析了PM的形成及其大小尺寸的分布。

試驗選用一款排量為3L的6缸自然吸氣GDI汽油機，在其頭部安裝壓力噴油器，以改變燃油的噴霧形狀以及噴射率，發動機的轉速和負荷由渦流測功機控制，燃油噴射時間、點火時間、燃油噴射量均由發動機控制單元控制。發動機轉速為2000r/min，且制動平均有效壓力分別為0.2和0.4MPa，對比不同負荷下發動機PM的排放情況。過量空氣系數取決于負荷而非發動機轉速，通過節氣門調節，其值為從當量值直到稀薄燃燒的極限值，并對所得的值進行分析。為了在較為稀薄的混合氣情況下實現穩定燃燒，采用了延遲噴射策略。

試驗結果表明：①PM濃度隨著發動機負荷的增加而降低，但導致碳煙氧化速率增快；②在GDI汽油機中，核模態PM產生于碳氫化合物燃燒后，其尺寸更小；③在過量空氣系數為1.5左右時，PM濃度在預混火焰和分層混合氣火焰之間的過渡區域大大增加；④過量空氣系數高于2.0時，會導致PM濃度和顆粒數的再次增加。

刊名：Energy（英）

刊期：2016年第115期

作者：CheolwoongPark etal

編譯：張照普