稀薄燃烧工况对汽油缸内直喷汽油机颗粒物排放的影响

稀薄燃烧工况对汽油缸内直喷汽油机颗粒物排放的影响

汽油缸内直喷（GDI）汽油机会产生颗粒物（PM）排放的问题，在稀薄燃烧工况其会排放出比传统发动机更为细小的颗粒，无法满足欧6排放标准。对一款自然吸气的GDI汽油机稀薄燃烧工况进行了研究，评价其在不同的燃烧策略和不同的过量空气系数下PM浓度以及尺寸。通过采用不同的发动机燃烧控制策略试验分析了PM的形成及其大小尺寸的分布。

试验选用一款排量为3L的6缸自然吸气GDI汽油机，在其头部安装压力喷油器，以改变燃油的喷雾形状以及喷射率，发动机的转速和负荷由涡流测功机控制，燃油喷射时间、点火时间、燃油喷射量均由发动机控制单元控制。发动机转速为2000r/min，且制动平均有效压力分别为0.2和0.4MPa，对比不同负荷下发动机PM的排放情况。过量空气系数取决于负荷而非发动机转速，通过节气门调节，其值为从当量值直到稀薄燃烧的极限值，并对所得的值进行分析。为了在较为稀薄的混合气情况下实现稳定燃烧，采用了延迟喷射策略。

试验结果表明：①PM浓度随着发动机负荷的增加而降低，但导致碳烟氧化速率增快；②在GDI汽油机中，核模态PM产生于碳氢化合物燃烧后，其尺寸更小；③在过量空气系数为1.5左右时，PM浓度在预混火焰和分层混合气火焰之间的过渡区域大大增加；④过量空气系数高于2.0时，会导致PM浓度和颗粒数的再次增加。

刊名：Energy（英）

刊期：2016年第115期

作者：CheolwoongPark etal

编译：张照普