GDI汽油機(jī)多孔噴油器

汽油缸內(nèi)直噴（GDI）技術(shù)能夠有效改善汽油機(jī)的缸內(nèi)燃燒過程，從而降低汽油機(jī)排放，使其滿足嚴(yán)格的排放法規(guī)要求。近些年，開始對(duì)GDI汽油機(jī)噴油器進(jìn)行優(yōu)化，以在燃燒室內(nèi)形成具有高湍流特征的可燃混合氣，進(jìn)一步改善汽油和空氣的混合過程。近年出現(xiàn)的多孔噴油器引起了眾多研究人員的關(guān)注，將其進(jìn)行廣泛應(yīng)用前，還需要研究多孔噴油器對(duì)缸內(nèi)汽油噴霧與空氣混合產(chǎn)生的影響。

通過試驗(yàn)進(jìn)行分析時(shí)，采用德國(guó)大眾汽車集團(tuán)子品牌奧迪EA888Gen2汽車上使用的GDI汽油機(jī)。試驗(yàn)前，將測(cè)試GDI汽油機(jī)的活塞和氣缸蓋替換成石英玻璃活塞和氣缸蓋，以便于實(shí)現(xiàn)對(duì)缸內(nèi)汽油和空氣混合過程的可視化。采用日本日立集團(tuán)（Hitachi）開發(fā)的串聯(lián)進(jìn)排氣門升程控制系統(tǒng)對(duì)GDI汽油機(jī)進(jìn)排氣門進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)氣門升程的連續(xù)調(diào)節(jié)?；赿SPACE快速原型系統(tǒng)開發(fā)GDI汽油機(jī)的電子控制單元，實(shí)現(xiàn)多種不同運(yùn)行負(fù)荷的調(diào)節(jié)。利用數(shù)據(jù)采集單元記錄不同運(yùn)行負(fù)荷下的缸內(nèi)溫度、缸內(nèi)平均有效壓力和汽油消耗。此外，采用反饋控制器基于測(cè)量的缸內(nèi)平均有效壓力對(duì)進(jìn)氣壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，并計(jì)算GDI汽油機(jī)的熱釋放率和總熱釋放率。采用粒子圖像測(cè)速（PIV）方法對(duì)缸內(nèi)燃燒過程的火焰?zhèn)鞑ヌ匦赃M(jìn)行分析，并利用商業(yè)化軟件Davis7對(duì)PIV數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。分析結(jié)果顯示，采用多孔噴油器的GDI汽油機(jī)，其噴油定時(shí)對(duì)燃燒持續(xù)時(shí)間具有重要影響，可實(shí)現(xiàn)缸內(nèi)快速燃燒，有助于減少汽油消耗，且噴油正時(shí)對(duì)缸內(nèi)可燃混合氣滾流運(yùn)動(dòng)和湍流動(dòng)能具有顯著影響。延遲噴油正時(shí)能夠平衡噴射壓力增加導(dǎo)致的顆粒物排放增加。

Johann Peer et al. SAE 2016-01-9046.

編譯：李臣