以汽油为燃料的2冲程高速直喷柴油机PPC研究



以汽油为燃料的2冲程高速直喷柴油机PPC研究

在汽油辛烷值范围内，燃料的部分预混燃烧（PPC）被证明能够降低NOx和PM排放，并在提高工作效率的同时可以控制燃烧相位。对4冲程发动机的研究表明，汽油PPC技术可以顺利应用于2冲程发动机。2冲程发动机可以扩大汽油PPC的负荷范围，因为其可以提供与4冲程发动机相同的扭矩，但其平均指示压力仅为4冲程发动机的一半。此外，2冲程发动机的架构可以灵活地实现空气管理参数控制，并持续控制气缸的燃烧条件以及影响燃烧环境，即使在低负荷条件下也能适当地实现燃烧控制。

对新设计的2冲程高速直喷柴油机使用95号辛烷值商业汽油进行试验研究，以评价PPC对污染物控制的潜力。试验结果证实，如何在转速1200r/min、平均指示压力0.5MPa的低速中等负荷条件下，实现稳定的汽油部分预混燃烧。在平均指示压力相对值低于3%时保持燃烧稳定，大于98%时具有较高的燃烧效率，而且NOx和PM水平较低，这是因为空气管理的设置提高了对气缸内气体温度的范围。研究表明，在低负荷工况下获得的循环效率比传统柴油机燃烧获得的低。因此，发动机零部及其设置的优化过程需要充分利用2冲程发动机汽油PPC的优点。在未来研究中提高汽油PPC的策略包括：进行多次喷射；增加压缩比或降低燃料辛烷值，并利用进气温度和内部废气再循环比来控制气缸燃油燃烧爆发。此外，汽油PPC策略是在较高的负荷点可提供最佳效率，优势比传统柴油燃烧更明显，因此可以很方便地在较高的负荷范围内评价汽油PPC概念的表现。

刊名：Applied Energy（英）

刊期：2014年第122期

作者：J.Benajes et al

编译：郭永奇