摘要
缸内直喷汽油机在降低油耗和减少排放方面具有较大潜力，已经成为车用汽油机发展的主流趋势。优化喷油策略以有效地组织缸内理想混合气的形成，使得直喷汽油机可以在不同的燃烧模式下运行从而满足不同工况的需求进而充分发挥直喷汽油机的节能减排优势已经成为GDI汽油机的研究热点之一。本文在一台喷雾引导型光学单缸直喷汽油机上，结合高速摄影图像和台架试验数据，研究了不同的喷油策略对直喷汽油机燃烧和排放特性的影响。 研究结果表明：在中等转速中等负荷工况下，采用单次喷射策略时，喷油时刻过早或者过晚都会出现燃油湿壁现象。随着喷油时刻的推迟，油气混合时间缩短，油气混合不均匀性增加，不利于改善燃烧质量，尾气中的CO、THC以及soot排放逐渐增加，而NOx排放在整体上逐渐减少。当喷油时刻在进气冲程早期290° CA BTDC且喷油压力为10 MPa时，油气混合比较均匀，燃烧比较充分并且具有良好的排放特性。喷油压力过低不利于燃油雾化，喷油压力过高则容易产生燃油湿壁，都会对燃烧和排放产生不利影响。 在中等转速较大负荷的工况下，采用两次喷射且第一次喷射时刻设置在进气冲程早期290°CA BTDC时，随着第二次喷射时刻的推迟，燃烧相位逐渐后移，瞬时放热率峰值也逐渐减小，THC排放逐渐增加，而适当推迟第二次喷射时刻可以减少CO、NOx和soot排放。将两次喷射的喷油时刻设置在进气冲程早期290° CA BTDC和中期270°CA BTDC以形成均质当量比混合气时，适当减小第二次喷射的燃油比例，可以增大燃烧速度，减小循环变动，CO、THC和soot排放减少，但是 NOx排放随着第二次喷射的燃油比例的减小而逐渐增加，当喷油比例为2:1时，燃烧和排放特性较好。将两次喷射的喷油时刻分别设置在进气冲程早期290°CA BTDC和压缩冲程中期90°CA BTDC以形成分层当量比混合气时，随着第二次喷射的燃油比例的减小，燃烧温度和瞬时放热率峰值升高，燃烧循环变动减小，燃烧质量改善，尾气中的CO、THC和soot排放均逐渐减小，而NOx排放增加，当喷油比例为3:1时，可以形成比较合理的分层当量比混合气，燃烧和排放特性较好。
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