基于氣門正時策略減少GDI汽油機冷起動排放的研究
汽油缸內(nèi)直噴(GDI)汽油機因其具有較好的燃油經(jīng)濟性而得到了廣泛的應(yīng)用。但是,GDI汽油機在應(yīng)用過程中也面臨諸多挑戰(zhàn),其中最為關(guān)注的是碳?xì)浠衔铮℉C)和顆粒物(PM)的排放。GDI汽油機在冷起動條件下產(chǎn)生的HC排放約占總排放量的90%以上,PM排放約占總排放量的70%以上。因而,降低GDI汽油機HC和PM排放的關(guān)鍵是降低冷起動條件下的HC和PM排放。不同氣門正時會對GDI汽油機可燃混合氣的形成過程產(chǎn)生影響,從而影響GDI汽油機的排放。因而,對氣門正時與GDI汽油機冷起動排放之間的關(guān)系進行研究,則有利于實現(xiàn)對GDI汽油機的優(yōu)化。
通過試驗分析氣門正時與GDI汽油機冷起動排放之間的關(guān)系。試驗采用一臺4缸2.0L渦輪增壓GDI汽油機,其火花塞安裝在燃燒室中心。同時,該GDI汽油機采用6孔電磁噴油器,并將其安裝在燃燒室一側(cè),且與水平面呈25°角。試驗采用3套冷卻系統(tǒng),維持進氣溫度、燃油溫度和潤滑油溫度為20℃,模擬冷起動條件,始終維持燃油噴射壓力為5MPa,且所使用燃油的辛烷值(RON)為96.6。試驗共設(shè)定4種氣門正時策略,分別是作為參考的初始?xì)忾T正時、進氣門正時延遲、排氣門正時提前、進氣門正時延遲與排氣門正時提前的結(jié)合策略。分別采用快速氫火焰離子化檢測器(FFID)和非色散紅外傳感器(NDIR)對每種策略下的HC和 CO排放進行檢測,并利用顆粒檢測光譜儀對PM排放進行檢測。通過對檢測結(jié)果進行對比發(fā)現(xiàn):①進氣門正時延遲能改善可燃混合氣的形成過程,減少超過25%的HC和PM排放;②排氣門正時提前會使HC和PM排放增加;③進氣門正時延遲和排氣門正時提前的組合策略則能夠減少約30%的HC和PM排放。
J.Felipe Rodriguez etal. SAE2016-01-0827.
編譯:陳丁躍