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