高增壓渦輪直噴汽油機掃氣時的非正常燃燒特性研究

高增壓渦輪直噴汽油機掃氣時的非正常燃燒特性研究

渦輪增壓直噴（TGDI）汽油機能夠在低轉速時輸出高扭矩，因此可以減小汽油機尺寸。但是，由于低速扭矩值受到渦輪壓氣機喘振線的限制，因此可采用可變氣門正時（VVT）技術，應用掃氣來提高低速扭矩值，因為掃氣可以提高進氣量。對于均質混合氣的高增壓渦輪直噴汽油機在轉速低于2500r/min、且平均有效壓力高于1.5MPa時常會出現早燃現象。早燃會導致缸內壓力急劇升高，因此其被視為不正常燃燒。研究了排量為1.5L的渦輪高增壓直噴汽油機掃氣時的燃燒特性。

通過試驗研究，得到以下結論：①對于所測試的發動機，低速早燃現象主要是發生在掃氣時期；②掃氣流中的燃油微粒會在入口處形成大量碳氫沉積，這些沉積脫落后會造成低速早燃；③主要有兩種情況會導致低速早燃：燃油顆粒進入氣缸后貼附在高溫的氣缸表面上，這將首先導致低速早燃；燃燒室頂部或者是入口處的積碳在低速早燃所導致的高壓振動下脫落導致低速早燃，直到脫落的積碳燃燒完全后低速早燃才會結束；④增加混合氣濃度可以降低由于低速早燃所導致的氣缸強烈振動，這是因為混合氣濃度與最大火焰傳播速度有關，增加混合氣濃度可以提高火焰傳播速度，這時由于低速早燃所導致的壓力波動可以忽略不計，然而，低速早燃對所有發動機來說都是不正常燃燒；⑤考慮到由于低速早燃導致的不正?，F象，通過增加混合氣濃度來緩解壓力波動只能被認為是一種暫替手段，在平穩后仍將采用化學計量混合氣。

HoTengetal.SAE2017-01-1721.

編譯：陳若龍