火花点火和多点喷射对轻载车辆燃料预混合的影响



火花点火和多点喷射对轻载车辆燃料预混合的影响

基于高度预混燃烧概念的几项研究如均质压燃（HCCI）等已被证实是降低柴油机废气（NOx和烟尘）排放的有效措施。HCCI的主要缺点是适用的负荷范围小，主要是受低负荷、低车速下误点火的约束或高负荷、高车速下硬件设施的限制，以及燃烧控制的限制。目前正研究相关技术以克服这些缺点，但柴油燃料的剧烈化学反应特性仍是燃烧控制的主要因素。

研究人员尝试将目标转移到具有不同反应的燃料。汽油部分预混合（PPC）在降低排放的同时能够提高燃烧效率，但在低负荷条件下，汽油燃烧的可控性和稳定性方面的问题仍需解决。之前的研究结果表明，多点喷射策略可用于增强汽油燃烧的稳定性。但当汽油辛烷值超过90，发动机平均有效压力高于500kPa时，PPC燃烧又受限于发动机负荷。

目前，工作的主要目的是用高辛烷值汽油在低负荷PPC范围内采用火花塞点火和多点喷射技术相结合评估发动机性能和排放。研究过程中使用高压缩比的压燃单缸发动机。使用98号汽油并采用共轨喷射系统以确保较高的喷射压力。对缸内压力信号进行分析导出相应的参数，并通过开发的一维内部喷雾模型对羟基自由基和自然亮度影像以及空气/燃料混合过程进行详细分析。这两种分析方法结果表明，火花点火可用于提高低负荷时汽油PPC燃烧过程在时间和空间上的控制；显著增加循环重复性以及降低敲缸水平。此外，火花塞点火和多点喷射相结合能显著提高燃烧效率，由单点喷射的88%提高到93%，约为平均指示压力的18%。

Jesus Benajes et al. SAE 2014-01-2669 .

编译：赵唤