DISI汽油機(jī)燃油噴霧特性對顆粒物排放的影響

DISI汽油機(jī)燃油噴霧特性對顆粒物排放的影響

研究了汽油直噴火花點(diǎn)火（DISI）汽油機(jī)中燃油輸送系統(tǒng)對顆粒物（PM）排放的影響。在兩種不同的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下，利用6個(gè)不同的噴射器（每個(gè)噴射器具有3個(gè)噴射角度，2個(gè)燃油流速）改變?nèi)加蛧娚浣嵌群腿加土魉傺芯科鋵M排放的影響。由于發(fā)動機(jī)在完全預(yù)熱的條件下，PM的排放量顯著降低，因此選取發(fā)動機(jī)冷卻液和潤滑油溫度在50℃下進(jìn)行測試。試驗(yàn)結(jié)果顯示，PM的形成、氧化與發(fā)動機(jī)工作參數(shù)（決定使PM排放量最低的最佳噴霧特性）之間有錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系。

（1）對于早期噴射正時(shí)，較大的噴霧角度和較低的燃油流速降低了總的PM排放量。此時(shí)，PM主要是由活塞表面的燃油沖擊產(chǎn)生的。在混合燃油撞擊活塞表面之前，較大的噴霧角度延長了燃油蒸發(fā)的時(shí)間和穿透長度。當(dāng)活塞靠近噴射器尖端時(shí)，較低的燃油流速延長了噴射持續(xù)時(shí)間，并減少了燃油的噴射量。

（2）對于延遲噴射正時(shí)，較大的噴霧角度和較低的燃油流速增加了總的PM排放量。此時(shí)，PM的產(chǎn)生主要是因?yàn)閲婌F角度較大影響混合燃油的制備和氣缸套的潤濕。而較高的燃油流速改善了混合燃料的制備，減少了燃油的穿透長度，從而提高了混合燃油的自燃速率，降低了PM的排放。

（3）在較高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下，對于早期噴射正時(shí)，所有噴油器總PM排放量顯著降低，且在較大噴霧角度下未觀察到顯著的混合燃油撞擊活塞表面的現(xiàn)象。

（4）在較高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下，對于延遲噴射正時(shí)，所有噴油器總PM排放量顯著增加。這是因?yàn)樵谳^高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下，燃油噴射量增加，且混合燃油的制備時(shí)間降低。

（5）在早期噴射正時(shí)，活塞表面出現(xiàn)燃油沖擊，之后燃料進(jìn)行熱解和擴(kuò)散燃燒，這導(dǎo)致粒徑≥50nm的PM出現(xiàn)峰值。后期燃油噴射期間，氣缸套上的燃油沖擊和延遲噴射正時(shí)時(shí)混合燃油的制備較差，導(dǎo)致未燃燒烴的冷凝促進(jìn)粒徑在10～15nm的PM產(chǎn)生。

刊名：JournalofAerosol Science（英）

刊期：2016年第102期

作者：Mohammadreza AnbariAttaretal

編譯：趙喚