用于渦輪增壓直噴汽油機(jī)的新型多感測(cè)燃油噴射系統(tǒng)

為滿足日益嚴(yán)格的汽車排放標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)了新型缸內(nèi)傳感技術(shù)并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)運(yùn)行進(jìn)行了優(yōu)化，減少安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的傳感器數(shù)量能夠降低車輛成本和電子系統(tǒng)的復(fù)雜性。提出了一種新型多感測(cè)燃油噴射（MSFI）系統(tǒng)，其除了能夠?yàn)闅飧滋峁┤剂贤膺€具有多傳感功能。該系統(tǒng)包括一對(duì)由間隙分開的獨(dú)立電極，一個(gè)被放置在燃油噴射器噴嘴上，另一個(gè)被放置在發(fā)動(dòng)機(jī)塊上。在汽油缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)，MSFI系統(tǒng)中的燃油噴射器通過(guò)電絕緣材料與缸體其它部分隔絕。利用雙連續(xù)可變凸輪相位（D-CVCP）的通用公司2.0L渦輪增壓直噴汽油機(jī)對(duì)MSFI系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，其中2.0L4缸發(fā)動(dòng)機(jī)的缸徑86mm、行程86mm、連桿長(zhǎng)145mm、壓縮比為9.2，將多孔噴射器安裝在氣缸內(nèi)側(cè)，且與共軌燃料噴射系統(tǒng)相配合，并由ECU控制。圖1為發(fā)動(dòng)機(jī)活塞碗和MSFI系統(tǒng)的示意圖。確定直噴汽油機(jī)內(nèi)噴射器的噴射信號(hào)和燃燒參數(shù)信號(hào)，并將MSFI系統(tǒng)的輸出作為發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的反饋信號(hào)，該信號(hào)用于控制噴射正時(shí)，以診斷噴射和燃燒過(guò)程。比較MSFI系統(tǒng)和火花塞離子傳感器在不同發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件下的傳感能力。此外，MSFI系統(tǒng)和火花塞產(chǎn)生的離子電流信號(hào)的結(jié)合能夠用于感應(yīng)燃燒和控制。試驗(yàn)得出以下結(jié)果。

（1）MSFI系統(tǒng)中燃油噴射器可作為缸內(nèi)燃燒傳感器和一些燃料噴射系統(tǒng)特性的指示器。

（2）MSFI系統(tǒng)中燃油噴射器和電流探頭獲得的信號(hào)表明，MSFI系統(tǒng)能夠測(cè)量噴射正時(shí)和噴射脈沖的寬度。

（3）MSFI系統(tǒng)和火花塞產(chǎn)生的離子電流信號(hào)表明，在火花塞間隙處形成火焰中心和火焰到達(dá)噴射器之間具有相位移動(dòng)，該相位移動(dòng)可確定發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下的火焰速度。

（4）上述研究表明，MSFI系統(tǒng)能夠?yàn)镋CU提供反饋信號(hào)，以控制發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒性能。

圖1MSFI系統(tǒng)和活塞

刊名：Journalof EngineeringforGas Turbinesand Power（英）

刊期：2014年第136期

作者：FadiEstefanousetal

編譯：趙喚