高品質PFI噴射系統(tǒng)的研究

隨著排放法規(guī)的日益嚴格，進氣道燃油噴射（PFI）汽油機已經完全取代化油器發(fā)動機。在PFI發(fā)動機工作過程中，將燃油噴入發(fā)動機進氣歧管中，并與進氣歧管中吸入的新鮮空氣混合，形成可燃混合氣之后再被吸入燃燒室中，進而形成均勻的可燃混合氣，使得PFI發(fā)動機具有較低的排放、較高的燃油經濟性。但是，PFI發(fā)動機同樣存在著冷起動困難、怠速不穩(wěn)和加速性差等問題。相關研究表明，上述問題多是由PFI發(fā)動機本身結構引起的，其結構容易在進氣系統(tǒng)形成沉積物。德國博世公司已經證明，通過對傳統(tǒng)PFI系統(tǒng)進行改進，可以減少進氣系統(tǒng)中沉積物的形成，并能在特定條件下對沉積物進行清除。介紹了改進后的高品質PFI噴射系統(tǒng)。

德國博世公司針對PFI系統(tǒng)的工作過程，修改了PFI系統(tǒng)的燃油噴射壓力和噴射策略。①在燃油噴射壓力方面，將燃油噴射壓力升高至0.6MPa，同時減小噴射器的噴射直徑，降低噴射液滴的尺寸。該過程使汽油蒸發(fā)比例增加，減少了進氣歧管壁上汽油的冷凝。②在噴射策略方面，采用兩個噴射器的雙噴射策略，根據進氣歧管形狀調整兩個噴射器的噴霧錐角和噴射量，使所形成的燃油噴霧幾何形狀達到最優(yōu)。同時，在發(fā)動機上裝配渦輪增壓器，從而使發(fā)動機小型化、降低泵氣損失和熱量損失。安裝渦輪增壓器后，發(fā)動機進氣量增加、進氣系統(tǒng)壓力升高，有利于清除進氣系統(tǒng)內的沉積物。

在一輛排量為1.4L的汽車上采用博世公司所設計的高品質PFI噴射系統(tǒng)，對其進行燃油經濟性及排放測試，該車配備一臺88kW的渦輪增壓器。試驗首先采用提高燃油噴射壓力并改善噴射策略，關閉渦輪增壓器后進行測試；之后開啟渦輪增壓器進行重復測試。測試結果表明：①與傳統(tǒng)PFI噴射系統(tǒng)相比，高品質PFI噴射系統(tǒng)提高了燃油噴射壓力并改善噴射策略，使發(fā)動機的燃油消耗減少2%，打開渦輪增壓器后發(fā)動機的燃油消耗減少12%；②由于高品質PFI噴射系統(tǒng)形成的可燃混合氣更均勻，且進氣系統(tǒng)沉積物大幅減少，因此使得HC的排放減少20%。

AndreasPosseltetal.SAE

2015-36-0392.

編譯：李臣