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乙醇-汽油混合燃料對直噴-均質(zhì)壓燃汽油機(jī)燃燒和性能的影響

研究了兩階段噴射直噴策略對乙醇-汽油混合燃料汽油機(jī)燃燒和性能的影響。首先，調(diào)整每次噴射時(shí)刻和燃油量在氣缸中獲得想要的混合形式。然后，在進(jìn)氣行程期間選擇第1次噴射，在壓縮行程結(jié)束時(shí)通過使用不同的噴射比進(jìn)行第2次噴射，并在相同能量輸入、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速恒定的工況下，使用3種不同的燃料（汽油、E10和E20）。研究結(jié)果表明，使用乙醇-汽油混合燃料時(shí)，第1次噴射開始時(shí)刻提前，最大壓力上升速率增加。可以發(fā)現(xiàn)，即使改變噴射比和混合燃料，與第1次噴射開始時(shí)刻相比，第2次噴射開始時(shí)刻對均質(zhì)壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒和性能參數(shù)有著很大影響。最大缸內(nèi)氣體壓力表明，在高和低當(dāng)量比條件下，通過第2次噴射時(shí)刻可以直接控制平均指示壓力和熱效率。在高當(dāng)量比使用最佳噴射參數(shù)時(shí)，混合燃料的最大壓力上升速率減小，使用乙醇-汽油混合燃料的汽油機(jī)工作范圍擴(kuò)大。

為對燃燒階段進(jìn)行控制，并擴(kuò)展直噴-均質(zhì)壓燃汽油機(jī)的工作范圍，使用乙醇-汽油混合燃料并應(yīng)用兩段噴射直噴技術(shù)。研究得出以下結(jié)論。

（1）使用乙醇-汽油混合燃料時(shí)，第1次噴射時(shí)刻對缸內(nèi)氣體壓力和放熱率影響很大；使用汽油燃料時(shí)，第1次噴射時(shí)刻對缸內(nèi)氣體壓力和放熱率影響很小。使用乙醇-汽油混合燃料時(shí)獲得的最大壓力上升速率高于負(fù)荷上限第1次噴射時(shí)刻提前時(shí)的最大壓力上升速率。當(dāng)改變第一次噴射時(shí)刻時(shí)，其它燃燒特性沒有明顯不同。

（2）與第1次噴射時(shí)刻相比，第2次噴射時(shí)刻對該汽油機(jī)燃燒和性能參數(shù)有明顯影響。對所有測試燃料，即使噴射比改變，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性也可以直接通過第2次噴射時(shí)刻進(jìn)行控制。通過控制第2次噴射時(shí)刻，最大壓力上升速率明顯減小，而乙醇-汽油混合燃料熱效率基本未減小。

（3）隨著混合燃料中乙醇含量的增加，最大缸內(nèi)氣體壓力、最大壓力上升速率和排放均降低。

（4）對于不變的第1次和第2次噴射時(shí)刻，改變噴射比對燃燒階段的控制有決定性的影響。對于乙醇-汽油混合燃料，通過對第2次噴射時(shí)刻和噴射比的最佳運(yùn)用可以擴(kuò)大發(fā)動(dòng)機(jī)的工作范圍。

（5）在高噴射比條件下，雖然汽油的最大壓力上升速率低于乙醇-汽油混合燃料，但是汽油的熱效率和平均指示壓力高于乙醇-汽油混合燃料。相反，在低噴射比條件下，汽油的平均指示壓力和熱效率低于乙醇-汽油混合燃料。

Ali Türkcan et al.International Conference on Renewable Energy and Applications，Spain-October 20-23，2013.

編譯：王欣欣