燃油噴射方式對汽油機排放和經濟性的影響

燃油噴射方式對汽油機排放和經濟性的影響

汽油機排放法規變的越來越嚴格，各種降低排放的解決方案正在進行研究和開發，如缸內直噴（DI）策略、進氣道噴射（PFI）和DI結合的雙噴射策略、多次噴射策略以及各種不同的進氣裝置。開發的這些策略和裝置主要用來產生劇烈的缸內氣流運動，由此改善缸內混合過程，最終提高汽油機熱效率和改善汽油機燃油經濟性，同時降低排放。通過試驗對開發出的多種策略進行分析，以確定出最佳的燃油噴射方式。

試驗采用一臺德國馬勒公司生產的3缸渦輪增壓1.2L缸內直噴火花點火汽油機，并采用相應的電子控制單元對其進行控制。試驗設定2種燃油噴射方式，分別是DI單次噴射策略以及70% PFI噴射和30%DI噴射組合的兩次雙噴射策略（延遲DI噴射）。試驗將PFI噴油器的噴射壓力設定為0.5MPa、DI噴油器的噴射壓力設定為20MPa、進氣壓力設定為0.7MPa。對于每種燃油噴射方式，采用瞬態電機測功機測量汽油機扭矩，并對汽油機負荷進行調整。采用熱電偶和鉑電阻溫度計測量燃油、潤滑油、冷卻液以及進氣系統和排氣系統的溫度。采用安裝在氣缸蓋上的壓電式傳感器進行缸內壓力測量。采用科氏力質量流量計和空氣質量流量計分別測量汽油機燃油消耗和進氣質量。采用多組分氣體分析儀和煙度計分別測量汽油機排放中NOx和顆粒物的含量。對比不同燃油噴射方式下的試驗數據發現，與DI單次噴射策略相比，在相同負荷下采用兩次雙噴射策略能夠減少9%的汽油機燃油消耗，且顆粒物排放出現明顯下降，HC排放略有下降，但CO排放出現增加。

Reza Golzari et al. SAE 2016-01-2174.

編譯：陳丁躍