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CNG商用車燃燒策略

探討了在火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)中CNG發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳操縱技術(shù)，從燃油經(jīng)濟(jì)性和廢氣排放方面確保CNG作為燃料的潛能最大化。對(duì)壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換成具有天然氣的雙燃料系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的研究。與火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)端口注入相比，天然氣的直接注入增大了容積效率、降低了功率損耗、提高了熱效率，與汽油機(jī)滿負(fù)荷輸出功率相比有些欠缺，但會(huì)降低排放。稀薄燃燒增加了電阻率，使發(fā)動(dòng)機(jī)在高壓縮比下產(chǎn)生更高的熱效率。隨著預(yù)燃室的應(yīng)用，主燃室內(nèi)稀薄燃燒策略的湍流有助于實(shí)現(xiàn)熱效率的最大化和排放的最少化。噴射點(diǎn)火產(chǎn)生多處著火點(diǎn)，可在較小的火焰?zhèn)鞑ゾ鄡?nèi)、甚至是在稀薄燃燒緩慢的條件下產(chǎn)生較高的燃燒率，提高了部分負(fù)荷下燃料經(jīng)濟(jì)性和燃燒的熱效率，可使非常稀薄的混合氣在主燃燒室內(nèi)燃燒。

傳統(tǒng)火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)中的噴射點(diǎn)火策略促進(jìn)缸內(nèi)的燃燒變化，受火花塞附近局部循環(huán)氣流和化學(xué)成分的影響，火焰有一定的改善。對(duì)火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)而言，直噴技術(shù)和噴射點(diǎn)火技術(shù)的耦合是將直噴和稀薄燃燒的優(yōu)點(diǎn)綜合的最好方法，在滿負(fù)荷情況下可產(chǎn)生更高的熱效率，并改善燃油經(jīng)濟(jì)性，通過(guò)負(fù)荷控制改善部分負(fù)荷，使燃料混合物的量接近化學(xué)計(jì)量達(dá)到最稀，以使NOx排放幾乎為零。理論證實(shí)這種耦合技術(shù)是可行的，特別是對(duì)CNG發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過(guò)深入研究和試驗(yàn)，該技術(shù)將是一種滿足未來(lái)需求的方法。

柴油機(jī)的熱效率高、扭矩大和運(yùn)行成本低，是重型車輛最理想的動(dòng)力。然而由于近些年出臺(tái)的嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)，使得壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的替代燃料受到關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)的幾種替代燃料相比柴油更能降低排放量。天然氣是柴油最理想的替代燃料，因?yàn)槠淇蓽p少NOx、PM和CO2的排放，同時(shí)保留傳統(tǒng)柴油機(jī)效率高的特性。

Alberto Boretti et al. SAE 2013-01-2812.

編譯：趙喚