乙醇汽油火花点火直喷发动机燃油喷雾特性的研究

乙醇汽油火花点火直喷发动机燃油喷雾特性的研究

研究了不同燃料类型、冷却液温度和共轨燃油压力对乙醇汽油火花点火直喷发动机燃油喷雾的形成以及燃油喷雾对缸壁碰撞的影响。采用燃油喷雾高速成像法研究无水乙醇（E100）、汽油（E0）、50%汽油50%乙醇的混合物（以体积计）（E50）对主要燃烧特性的影响。在进气歧管绝对压力为57kPa、发动机转速为1500r/min时，对发动机进行连续燃烧试验。使用延迟燃料喷射正时（喷射起始在到达上止点之前的250℃）降低气缸壁冲击的影响，使用稀薄空燃比（0.8～0.9）减少气缸套表面的沉积和碳烟的形成。研究了不同燃料在发动机3个不同冷却液温度（25、60、90℃）以及两个燃油共轨压力（10、15MPa）对喷雾和喷雾与缸壁之间相互作用的影响。采用定量指标分析燃油喷雾与缸壁碰撞的空间特征，试验结果如下。

（1）在燃油喷雾形状和喷雾与缸壁的碰撞方面，汽油燃料对冷却液温度比乙醇更敏感。燃油气化效果不同，燃油的粘度和表面张力对喷射到缸壁上的燃料量和缸壁润湿长度的影响较小。

冷却液温度较高造成燃油喷射提前，产生较窄的喷雾角。高温对燃油喷雾形成的影响受燃油闪急沸腾的影响，这也对燃油喷雾撞击缸壁的位置造成影响。

（2）虽然乙醇气化的焓值较汽油高，但纯净乙醇的气化持续时间比汽油燃料短，这表明燃料的气化特性对混合燃料喷雾气化的影响很大。

（3）较高燃油共轨压力缩短了喷射持续时间。在较低冷却液温度下，每种燃料的气化时间几乎相同。较高的燃油喷射压力会产生较宽的燃油喷射角，同时增加了喷雾的穿透率和燃料与缸壁的碰撞。

通过改善燃油喷射器和燃烧室的几何结构控制燃油喷雾的形成，降低发动机温度和燃油共轨压力对缸壁湿润的影响。

MohammadFatouraieetal. ProceedingsoftheASME 2015InternalCombustion Engine Division Fall Technical Conference ICEF2015November8-11, 2015,Houston,TX,USA.

编译：赵唤