高燃油效率和低排放的GDCI多缸发动机研究



高燃油效率和低排放的GDCI多缸发动机研究

开发了一种相对较新的技术即是汽油部分预混压缩点火（PPCI）技术，并对其进行了大量的试验研究。德尔福公司也提出了多缸发动机PPCI燃烧技术的项目。

该项目计划的主要目标是实现与柴油机相同的燃油效率以及低于经过后处理系统的发动机NOx和PM排放，同时还包括验证发动机良好的瞬态负荷响应以及常温冷起动效果等。项目使用的是一台1.8L汽油直喷压燃（GDCI）发动机，利用最新的GDCI喷射系统，在一系列稳态工况下对发动机进行测试。测试过程中，发动机采用新型低温燃烧技术，重点关注发动机燃料喷射系统和喷射策略与新型活塞的结合应用。喷射策略主要采用多次延时喷射，使燃料与空气分层次但充分混合，以达到清洁、高效和稳定燃烧的效果。

试验结果表明，在低速和低负荷情况下，重复吸入废热气可以有效改善催化效果、降低污染物排放、提高燃烧稳定程度。大量的稳态校准测试结果表明，NOx排放量、烟尘的排放量、燃烧噪声以及燃烧稳定度都满足法规标准。在任何工况下，都可以利用喷射参数来控制燃烧相位。GDCI发动机可以显著减少NOx以及颗粒物的排放，对其进一步研究开发以改善制动燃油消耗率（BSFC）。

在满负荷、转速为1500r/min工况下对GDCI发动机进行测试的结果表明，降低进气管温度可以改善发动机满负荷工况下的输出结果。此外，GDCI发动机在满负荷、3000r/min工况下，通过降低进气管温度（40℃）以及EGR率（40%），对其输出状况进行测试。对使用手动变速器粗暴换挡的瞬态响应进行了模拟，探讨了换挡的动态过程以及改善换挡期间燃烧控制的方法。

Mark Sellnau et al.SAE 2015-01-0834.

编译：郭明超