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基于紫外-可見數(shù)字化成像技術(shù)的直噴式汽油機(jī)多次燃油噴射研究

為了滿足嚴(yán)格的污染物排放限制和提高能源轉(zhuǎn)換效率需求，汽油機(jī)缸內(nèi)直噴技術(shù)得到了更加廣泛的應(yīng)用。通過(guò)改變發(fā)動(dòng)機(jī)噴油方式，提高了能力轉(zhuǎn)化效率的靈活性，但在顆粒物的排放方面將面臨挑戰(zhàn)。因此，需要研究噴油的控制策略來(lái)獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳性能和減少排放對(duì)環(huán)境的影響。研究試驗(yàn)采用一個(gè)單一的缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)，以商用汽油作為燃料，并在稀薄燃燒條件下進(jìn)行。在該氣缸內(nèi)配有商用渦輪增壓裝置和壁面導(dǎo)向燃油噴射裝置。

試驗(yàn)以固定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和噴射壓力進(jìn)行，通過(guò)改變噴油時(shí)間和噴射次數(shù)來(lái)研究對(duì)汽油機(jī)燃燒和排放的影響。數(shù)字成像技術(shù)是通過(guò)熔融容口實(shí)現(xiàn)的。從點(diǎn)火到燃燒后期，采用-可見數(shù)字化成像技術(shù)，通過(guò)石英窗口對(duì)燃燒過(guò)程進(jìn)行跟蹤，以獲得與熱力學(xué)分析和廢氣排放測(cè)量相關(guān)的光學(xué)數(shù)據(jù)。

試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于固定的噴油量，多次噴射相比于單次噴射，不僅改善了燃油和空氣的混合情況，而且提高了燃燒效率和穩(wěn)定性，HC和NOx排放量也明顯減少，達(dá)到了可接受的范圍。試驗(yàn)結(jié)果是以曲軸轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)氣缸壓力，并對(duì)燃料燃燒的紫外-可見數(shù)字化圖像進(jìn)行后處理，得到每一次試驗(yàn)的熱釋放速率、質(zhì)量燃燒率、指示平均有效壓力、排放因子和排放量。通過(guò)多次試驗(yàn)，多次噴射策略表現(xiàn)出良好的可重復(fù)性，燃燒過(guò)程和每一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的工作輸出更加穩(wěn)定。單次噴射策略相比于多次噴射策略，火焰波動(dòng)更高和火焰增長(zhǎng)較慢。

刊名：Hermal Science: Year（英）

刊期：2015年第19期

作者：Simona Silvia Merola et al

編譯：王瑩