燃油噴射方式對汽油機排放和經(jīng)濟性的影響

汽油機排放法規(guī)變的越來越嚴格，各種降低排放的解決方案正在進行研究和開發(fā)，如缸內(nèi)直噴（DI）策略、進氣道噴射（PFI）和DI結(jié)合的雙噴射策略、多次噴射策略以及各種不同的進氣裝置。開發(fā)的這些策略和裝置主要用來產(chǎn)生劇烈的缸內(nèi)氣流運動，由此改善缸內(nèi)混合過程，最終提高汽油機熱效率和改善汽油機燃油經(jīng)濟性，同時降低排放。通過試驗對開發(fā)出的多種策略進行分析，以確定出最佳的燃油噴射方式。

試驗采用一臺德國馬勒公司生產(chǎn)的3缸渦輪增壓1.2L缸內(nèi)直噴火花點火汽油機，并采用相應(yīng)的電子控制單元對其進行控制。試驗設(shè)定2種燃油噴射方式，分別是DI單次噴射策略以及70% PFI噴射和30%DI噴射組合的兩次雙噴射策略（延遲DI噴射）。試驗將PFI噴油器的噴射壓力設(shè)定為0.5MPa、DI噴油器的噴射壓力設(shè)定為20MPa、進氣壓力設(shè)定為0.7MPa。對于每種燃油噴射方式，采用瞬態(tài)電機測功機測量汽油機扭矩，并對汽油機負荷進行調(diào)整。采用熱電偶和鉑電阻溫度計測量燃油、潤滑油、冷卻液以及進氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的溫度。采用安裝在氣缸蓋上的壓電式傳感器進行缸內(nèi)壓力測量。采用科氏力質(zhì)量流量計和空氣質(zhì)量流量計分別測量汽油機燃油消耗和進氣質(zhì)量。采用多組分氣體分析儀和煙度計分別測量汽油機排放中NOx和顆粒物的含量。對比不同燃油噴射方式下的試驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，與DI單次噴射策略相比，在相同負荷下采用兩次雙噴射策略能夠減少9%的汽油機燃油消耗，且顆粒物排放出現(xiàn)明顯下降，HC排放略有下降，但CO排放出現(xiàn)增加。

Reza Golzari et al. SAE 2016-01-2174.

編譯：陳丁躍