乙醇汽油火花點火直噴發動機燃油噴霧特性的研究

乙醇汽油火花點火直噴發動機燃油噴霧特性的研究

研究了不同燃料類型、冷卻液溫度和共軌燃油壓力對乙醇汽油火花點火直噴發動機燃油噴霧的形成以及燃油噴霧對缸壁碰撞的影響。采用燃油噴霧高速成像法研究無水乙醇（E100）、汽油（E0）、50%汽油50%乙醇的混合物（以體積計）（E50）對主要燃燒特性的影響。在進氣歧管絕對壓力為57kPa、發動機轉速為1500r/min時，對發動機進行連續燃燒試驗。使用延遲燃料噴射正時（噴射起始在到達上止點之前的250℃）降低氣缸壁沖擊的影響，使用稀薄空燃比（0.8～0.9）減少氣缸套表面的沉積和碳煙的形成。研究了不同燃料在發動機3個不同冷卻液溫度（25、60、90℃）以及兩個燃油共軌壓力（10、15MPa）對噴霧和噴霧與缸壁之間相互作用的影響。采用定量指標分析燃油噴霧與缸壁碰撞的空間特征，試驗結果如下。

（1）在燃油噴霧形狀和噴霧與缸壁的碰撞方面，汽油燃料對冷卻液溫度比乙醇更敏感。燃油氣化效果不同，燃油的粘度和表面張力對噴射到缸壁上的燃料量和缸壁潤濕長度的影響較小。

冷卻液溫度較高造成燃油噴射提前，產生較窄的噴霧角。高溫對燃油噴霧形成的影響受燃油閃急沸騰的影響，這也對燃油噴霧撞擊缸壁的位置造成影響。

（2）雖然乙醇氣化的焓值較汽油高，但純凈乙醇的氣化持續時間比汽油燃料短，這表明燃料的氣化特性對混合燃料噴霧氣化的影響很大。

（3）較高燃油共軌壓力縮短了噴射持續時間。在較低冷卻液溫度下，每種燃料的氣化時間幾乎相同。較高的燃油噴射壓力會產生較寬的燃油噴射角，同時增加了噴霧的穿透率和燃料與缸壁的碰撞。

通過改善燃油噴射器和燃燒室的幾何結構控制燃油噴霧的形成，降低發動機溫度和燃油共軌壓力對缸壁濕潤的影響。

MohammadFatouraieetal. ProceedingsoftheASME 2015InternalCombustion Engine Division Fall Technical Conference ICEF2015November8-11, 2015,Houston,TX,USA.

編譯：趙喚