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發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油和燃油對(duì)小型發(fā)動(dòng)機(jī)低速早燃的影響

采用渦輪增壓小型發(fā)動(dòng)機(jī)，在維持自身性能水平的同時(shí)，可降低發(fā)動(dòng)機(jī)排量，改善汽車效率，與常規(guī)汽油機(jī)相比燃油消耗能減少約12%～15%。但發(fā)動(dòng)機(jī)的小型化往往受低速（轉(zhuǎn)速低于3000r/min）和高負(fù)荷（平均有效壓力至少1MPa，通常高于2MPa）下的缸內(nèi)不規(guī)則燃燒限制。這種不規(guī)則燃燒是間歇性且不可預(yù)測(cè)的，并會(huì)產(chǎn)生較高的峰值壓力（25～35MPa），造成發(fā)動(dòng)機(jī)損壞。這種不規(guī)則燃燒引發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)損壞又稱為發(fā)動(dòng)機(jī)爆震。雖然爆震發(fā)生的機(jī)理還沒(méi)有完全掌握，但已有相關(guān)研究表明，發(fā)動(dòng)機(jī)低速早燃現(xiàn)象的發(fā)生可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壓力過(guò)高，產(chǎn)生爆震。對(duì)此，本文通過(guò)試驗(yàn)分析發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油和燃油對(duì)小型發(fā)動(dòng)機(jī)低速早燃的影響，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃油效率、減少爆震現(xiàn)象的發(fā)生。

由于點(diǎn)火延遲的存在，因此使得發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油以及燃油中重餾分油組成的混合物進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中，而出現(xiàn)低速早燃現(xiàn)象正是由于這部分可燃混合物在缸內(nèi)局部自動(dòng)點(diǎn)火引發(fā)的，需對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行模擬。試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)為福特Sigma Zetec-SE直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比為11、排量為1.6L。噴油系統(tǒng)采用進(jìn)氣口燃油噴射系統(tǒng)，以增加油氣混合的均勻性。所有測(cè)試都在發(fā)動(dòng)機(jī)4個(gè)氣缸中的1個(gè)缸內(nèi)進(jìn)行，其余3個(gè)氣缸也運(yùn)行，用以平衡發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油以及燃油中重餾分油組成的混合物，通過(guò)安裝在氣缸內(nèi)的博世103092933缸內(nèi)直噴噴油器噴射入試驗(yàn)氣缸中。試驗(yàn)時(shí)，采用控制單元控制試驗(yàn)氣缸的進(jìn)氣、排氣壓力和溫度。之后采用傳感器對(duì)缸內(nèi)壓力、進(jìn)排氣口壓力、空燃比、尾氣HC含量和排氣溫度進(jìn)行采集，曲軸每轉(zhuǎn)動(dòng)0.1°記錄1次數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示：①小型發(fā)動(dòng)機(jī)低速早燃發(fā)生的位置起源于燃燒室內(nèi)部，提高氣缸壁溫度能降低低速早燃發(fā)生的頻率；②修改發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，減少和消除燃燒室內(nèi)混合物的形成或改變潤(rùn)滑油和燃料化學(xué)特性，使其形成的混合物不易成為點(diǎn)火源，這兩項(xiàng)措施可作為減少小型發(fā)動(dòng)機(jī)低速早燃現(xiàn)象發(fā)生的有效途徑。

Orian Welling et al.SAE 2014-01-1219.

編譯：王祥