臭氧改善压缩点火汽油机低负荷运行的潜力

臭氧改善压缩点火汽油机低负荷运行的潜力

基于汽油部分预混燃烧（GPPC）的压缩点火（GCI）汽油机具有较高的效率和较低的NOx与碳烟排放。然而，由于汽油的辛烷值较高，其反应活性较低，因此导致GCI汽油机在低负荷下常常出现失火和不稳定燃烧，从而限制了GCI汽油机在低负荷下运行。将臭氧输送到GCI汽油机进气歧管中，能够增加汽油的反应活性，克服GCI汽油机低负荷运行的限制。

通过试验分析臭氧对GCI汽油机低负荷运行的影响。试验采用一台法国标致汽车公司生产的DW10汽油机，压缩比设定为16∶1，涡流比设定为1∶1，进气压力设定为0.1MPa，转速设定为1500r/min，用来模拟GCI汽油机的低负荷运行条件。采用美国德尔福公司生产的有2个8孔喷油器的高压共轨喷射系统，并将喷射压力设定为40MPa。采用辛烷值（RON）为95的市售汽油进行试验，并采用德国安思罗斯公司生产的COM-AD-01臭氧发生器提供不同流速下的臭氧，将其输送到GCI汽油机的进气歧管中。采用瑞士奇石乐公司生产的4075A型压电式传感器测量缸内压力，采用日本堀场公司生产的7100气体分析仪测量各种排放物的含量。对比不同臭氧流速和喷油定时下的试验结果发现，使用臭氧能够促进汽油缸内压缩自燃，且越早的喷油定时产生的促进作用越明显。臭氧浓度为383mg/m3时，汽油反应活性显著增强，此时GCI汽油机的NOx和HC排放显著降低，但是CO排放出现增加。通过使用两次喷射策略形成部分汽油分层混合气，能够优化对燃烧相位的控制，避免热释放率过高，减少CO排放的增加。

PietroMatteoPinazzietal. SAE2017-01-0746.

编译：李臣