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乙醇對GDI發(fā)動機缸內(nèi)廢氣微粒的影響

在單缸發(fā)動機中進行試驗，研究乙醇對減少直噴汽油機（GDI發(fā)動機）顆粒排放的影響。將純凈的無水乙醇與試驗發(fā)動機的汽油燃料作對比。在發(fā)動機處于運行狀態(tài)下，用高速相機記錄不同缸內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)角的燃油噴霧、燃燒和碳煙熱輻射圖像。使用煙度計測量發(fā)動機廢氣中微粒的排放。在平均指示壓力約為0.55MPa、進氣歧管絕對壓力為76kPa，以及負荷相同的條件下進行所有試驗。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速恒定為1500r/min時，通過控制燃料噴射的持續(xù)時間能夠確保發(fā)動機內(nèi)燃料按化學(xué)計量燃燒。調(diào)整點火正時使發(fā)動機上止點（TDC）的燃燒相位為8°。研究不同燃料下發(fā)動機冷卻劑溫度和燃料噴射正時對燃料噴射特性和碳煙形成的影響。成像數(shù)據(jù)表明，碳煙是由于液體燃料碰撞發(fā)動機活塞表面而產(chǎn)生的。應(yīng)用定量測量的方法獲得該試驗的圖像數(shù)據(jù)，并基于高速成像數(shù)據(jù)量化缸內(nèi)碳煙的形成特征和燃油噴霧特性，成像數(shù)據(jù)為控制發(fā)動機顆粒物排放提供了更好的噴射正時參數(shù)，表明采用光學(xué)成像技術(shù)所獲得結(jié)果能夠代表發(fā)動機顆粒物排放結(jié)果。在較高冷卻劑溫度和延遲燃料噴射定時下，通過改變?nèi)剂蠂婌F與活塞表面和氣缸套的相互作用，以改變兩種不同燃料下的缸內(nèi)碳煙排放量。基于以前的研究，在每種運行工況下，使用乙醇燃料發(fā)動機都比汽油燃料發(fā)動機排放的煙塵少。將燃油噴霧特性（根據(jù)活塞位置確定從活塞表面返濺的燃油量和噴射角度）作為缸內(nèi)碳煙形成的重要指標(biāo)。從活塞上返濺的燃油量越多，活塞表面燃油膜的面積和厚度越小。較高的冷卻溫度能大幅降低每種燃油噴射正時下缸內(nèi)碳煙的形成，延遲噴射正時能夠降低兩種燃料在較高冷卻溫度和正常冷卻溫度下碳煙的形成。研究結(jié)果表明，乙醇燃料能夠降低發(fā)動機的碳煙排放。

刊名：Energy&Fuels（英）

刊期：2015年第29期

作者：Mohammad Fatouraie et al

編譯：朱會