在分層燃燒模式下減少GDI汽油機(jī)顆粒物形成的研究

在分層燃燒模式下減少GDI汽油機(jī)顆粒物形成的研究

高燃油效率和低污染物排放，始終是促使先進(jìn)汽油機(jī)燃燒技術(shù)開發(fā)的推動力。通過噴霧、活塞與點(diǎn)火系統(tǒng)的合理匹配，能夠?qū)崿F(xiàn)汽油機(jī)缸內(nèi)的分層燃燒，其被證明是改善汽油機(jī)燃油效率、減少燃油消耗的有效措施。但是，分層燃燒技術(shù)存在較高污染物排放的問題，較高的顆粒物排放阻礙了該技術(shù)的推廣。因而，需要對分層燃燒模式下汽油機(jī)缸內(nèi)燃燒過程進(jìn)行分析，以便于實(shí)現(xiàn)對汽油機(jī)分層燃燒技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

通過試驗(yàn)進(jìn)行分析時，采用一臺單缸汽油機(jī)，采用石英玻璃對其活塞和氣缸套進(jìn)行改造，以實(shí)現(xiàn)對缸內(nèi)燃燒過程的可視化。采用異辛烷作為汽油替代性燃料進(jìn)行燃燒測試。試驗(yàn)采用了兩種不同的點(diǎn)火系統(tǒng)：雙點(diǎn)火線圈點(diǎn)火（DCI）系統(tǒng)和高頻電離點(diǎn)火（HFI）系統(tǒng)。燃油噴射壓力設(shè)定為17.5MPa和35MPa兩種。試驗(yàn)時，將汽油機(jī)缸內(nèi)平均有效壓力控制在0.263MPa附近，轉(zhuǎn)速控制在1200r/min左右，進(jìn)行不同點(diǎn)火系統(tǒng)和燃油噴射壓力下的燃燒試驗(yàn)。對每種試驗(yàn)，采用兩臺高速彩色相機(jī)分別通過活塞和氣缸套的光學(xué)訪問路徑對缸內(nèi)燃燒過程的圖像進(jìn)行采集。對比不同試驗(yàn)條件下采集的結(jié)果發(fā)現(xiàn)：①與DCI系統(tǒng)相比，HFI系統(tǒng)能夠加快缸內(nèi)燃燒過程，從而減少顆粒物的生成；②增加燃油噴射壓力同樣能夠加快缸內(nèi)燃燒過程，從而減少顆粒物的生成；③結(jié)合HFI系統(tǒng)和高燃油噴射壓力時，最有利于減少顆粒物的形成。

AndersN.Johansson etal. SAE2017-01-9278.

編譯：陳丁躍