高增壓渦輪直噴汽油機掃氣時的非正常燃燒特性研究

渦輪增壓直噴（TGDI）汽油機能夠在低轉(zhuǎn)速時輸出高扭矩，因此可以減小汽油機尺寸。但是，由于低速扭矩值受到渦輪壓氣機喘振線的限制，因此可采用可變氣門正時（VVT）技術(shù)，應(yīng)用掃氣來提高低速扭矩值，因為掃氣可以提高進氣量。對于均質(zhì)混合氣的高增壓渦輪直噴汽油機在轉(zhuǎn)速低于2500r/min、且平均有效壓力高于1.5MPa時常會出現(xiàn)早燃現(xiàn)象。早燃會導(dǎo)致缸內(nèi)壓力急劇升高，因此其被視為不正常燃燒。研究了排量為1.5L的渦輪高增壓直噴汽油機掃氣時的燃燒特性。

通過試驗研究，得到以下結(jié)論：①對于所測試的發(fā)動機，低速早燃現(xiàn)象主要是發(fā)生在掃氣時期；②掃氣流中的燃油微粒會在入口處形成大量碳氫沉積，這些沉積脫落后會造成低速早燃；③主要有兩種情況會導(dǎo)致低速早燃：燃油顆粒進入氣缸后貼附在高溫的氣缸表面上，這將首先導(dǎo)致低速早燃；燃燒室頂部或者是入口處的積碳在低速早燃所導(dǎo)致的高壓振動下脫落導(dǎo)致低速早燃，直到脫落的積碳燃燒完全后低速早燃才會結(jié)束；④增加混合氣濃度可以降低由于低速早燃所導(dǎo)致的氣缸強烈振動，這是因為混合氣濃度與最大火焰?zhèn)鞑ニ俣扔嘘P(guān)，增加混合氣濃度可以提高火焰?zhèn)鞑ニ俣?，這時由于低速早燃所導(dǎo)致的壓力波動可以忽略不計，然而，低速早燃對所有發(fā)動機來說都是不正常燃燒；⑤考慮到由于低速早燃導(dǎo)致的不正?，F(xiàn)象，通過增加混合氣濃度來緩解壓力波動只能被認為是一種暫替手段，在平穩(wěn)后仍將采用化學(xué)計量混合氣。

HoTengetal.SAE2017-01-1721.

編譯：陳若龍