孫文旭，洪 偉，王建軍，解方喜，楊俊偉，湯緒雯

（1.吉林大學(xué) 汽車仿真與控制國家重點實驗室，長春130022；2.保定長城內(nèi)燃機(jī)制造有限公司，河北 保定072650；3.奇瑞汽車股份有限公司，安徽 蕪湖241009）

0 引 言

怠速起停是一種有效的節(jié)能和減排手段［1－3］。然而，由于目前發(fā)動機(jī)的起動過程大多需要借助起動電機(jī)的輔助。當(dāng)?shù)∷倨鹜＜夹g(shù)被采用后，頻繁的發(fā)動機(jī)重起過程將會顯著惡化行駛車輛的平順性和舒適性［4］，并且起動系統(tǒng)的磨損和潛在的維修成本也會增加。缸內(nèi)直噴汽油機(jī)由于能夠靈活地控制缸內(nèi)的燃油噴射和點火［5－7］，即使在發(fā)動機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)下仍能使氣缸進(jìn)行燃燒做功，推動發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動，從而使發(fā)動機(jī)無需借助起動電機(jī)的幫助即可直接起動起來［5］，有效解決了發(fā)動機(jī)頻繁起動所帶來的問題。

首循環(huán)著火特性對發(fā)動機(jī)起動性能具有非常重要的影響［6－7］。直接起動模式由于沒有起動電機(jī)的輔助，發(fā)動機(jī)的起動能均來自于缸內(nèi)的燃燒能，所以首循環(huán)如果發(fā)生失火或者燃燒惡化，則會使發(fā)動機(jī)不能獲得足夠的燃燒能，起動過程不能實現(xiàn)。首循環(huán)的著火特性更是對直接起動過程能否實現(xiàn)起著決定性的作用。然而，在當(dāng)前還未發(fā)現(xiàn)有關(guān)直接起動模式首循環(huán)著火特性方面的研究。

起動過程的首循環(huán)著火和轉(zhuǎn)動特性極易受到混合氣濃度、點火正時、冷卻液溫度等因素的影響［5，8］。不同的因素下將會使首循環(huán)獲得不同的著火和轉(zhuǎn)動特性。雖然影響首循環(huán)著火和轉(zhuǎn)動特性的條件因素很多，但大體可以分為主動因素和被動因素兩類，主動因素是指首循環(huán)著火時能夠被控制的因素，包括點火時刻及噴油量；被動因素是指不能被控制，或在發(fā)動機(jī)實際應(yīng)用過程中難以被控制的因素，但這些因素又會影響首循環(huán)的著火和轉(zhuǎn)動特性，主要包括冷卻液溫度、油軌內(nèi)殘存壓力（軌壓）和活塞初始位置等。本文在一臺四缸GDI發(fā)動機(jī)上分別研究了主動因素對首循環(huán)著火和燃燒穩(wěn)定性的影響，以及在不同被動因素下首循環(huán)能夠可靠著火的主動因素控制范圍和獲得較好轉(zhuǎn)動特性所對應(yīng)的主動因素的優(yōu)化選取。

1 試驗平臺及試驗方法

1.1 試驗平臺

試驗在一臺壁面引導(dǎo)式的缸內(nèi)直噴汽油機(jī)上進(jìn)行，發(fā)動機(jī)參數(shù)如下：發(fā)動機(jī)排量為1.468L；進(jìn)氣形式為自然吸氣；噴霧形式為壁面引導(dǎo)；氣門數(shù)為16個；壓縮比為11；缸徑為75.5 mm；行程為82mm；最大扭矩為143N·m（3500r／min）；最大功率為105kW（6000r／min）。實驗臺架使用自主開發(fā)的電子控制和采集系統(tǒng)，控制和采集精度均能達(dá)到毫秒級；通過奇石樂6117B 火花塞集成式缸壓傳感器對缸壓進(jìn)行測量；曲軸帶輪端安裝有精度為0.5 ℃A 的編碼器，為試驗過程提供精準(zhǔn)的曲軸相位信號；發(fā)動機(jī)進(jìn)出水口連接有恒溫控制水箱，用于控制發(fā)動機(jī)停機(jī)再起動時的冷卻液溫度。發(fā)動機(jī)帶輪端還安裝有一個活塞位置刻度盤，結(jié)合凸輪軸帶輪上的上止點標(biāo)記，能夠精確表示出當(dāng)前所處的曲軸相位。

1.2 試驗方案

對于直接起動模式，起動程序開始后，就會向首選缸噴油。所以本文中僅針對噴油量和點火正時兩個因素進(jìn)行了研究。點火正時是指噴油和點火控制始點之間的時間間隔、試驗中在0～100 ms的點火正時范圍內(nèi)，每隔20 ms進(jìn)行一次測試；在100～400ms點火正時范圍內(nèi)每隔50 ms進(jìn)行一次測試。噴油量依據(jù)首循環(huán)缸內(nèi)的總體空燃比（λ）進(jìn)行控制，空燃比每隔0.1 進(jìn)行一次測試，并且在失火邊界附近空燃比每隔0.05進(jìn)行一次試驗。同時，在著火邊界附近的每個空燃比和點火正時測試點均重復(fù)進(jìn)行3次試驗，用以獲得可靠的首循環(huán)著火范圍。

研究中首循環(huán)缸內(nèi)的空氣量根據(jù)不同初始位置時的氣缸有效容積計算，噴油量通過噴射開始時油軌內(nèi)軌壓和設(shè)定的噴射脈寬，以及預(yù)先標(biāo)定的噴油器軌壓與噴射脈寬關(guān)系特性插值獲得。過量空氣系數(shù)為：

通過冷卻液恒溫控制水箱調(diào)節(jié)冷卻液溫度，并且在試驗過程中每兩次試驗的間隔均大于3 min，以消除上次試驗的影響。文中選取50、60、70、80和90 ℃五個冷卻水溫進(jìn)行研究。

每次試驗之前，均利用起動機(jī)進(jìn)行多次無噴油拖動，一方面將上次試驗已燃廢氣排出，保證再起動時缸內(nèi)為新鮮空氣。另一方面，使油軌內(nèi)建立較高的軌壓。同時，監(jiān)控軌壓的變化，當(dāng)軌壓下降到指定壓力時開始進(jìn)行試驗。本文中分別選取1.7、1.3、0.8和0.5 MPa四個軌壓進(jìn)行研究。

每次試驗前通過手動盤車方式對首循環(huán)活塞初始位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。文中針對40、60、80、100和120 ℃A ATDC五個活塞初始位置進(jìn)行研究。

2 試驗結(jié)果及分析

2.1 點火正時和過量空氣系數(shù)

圖1 燃燒壓力和轉(zhuǎn)速的峰值及變動系數(shù)隨T 的變化Fig.1 Changes in peak and variation coefficient of combustion pressure and speed with T

當(dāng)軌壓為0.8 MPa、冷卻液溫度為80 ℃、初始活塞位置為80 ℃A ATDC 時，文中針對點火正時和過量空氣系數(shù)對首循環(huán)著火和轉(zhuǎn)動特性的影響進(jìn)行了研究。圖1為缸內(nèi)燃燒壓力和轉(zhuǎn)速的峰值及其變動系數(shù)隨點火正時T 的變化。文中，在研究點火正時的影響時，過量空氣系數(shù)始終保持為0.6。同時，在圖中針對每一測試工況點分別進(jìn)行了5次重復(fù)試驗。缸內(nèi)燃燒壓力和轉(zhuǎn)速峰值變動系數(shù)的計算公式如文獻(xiàn)［9］所示，其表征了不同次試驗間的燃燒壓力峰值和轉(zhuǎn)速峰值差異。由圖1（a）和（c）可見，當(dāng)點火正時為20ms時，在5次試驗中首循環(huán)缸內(nèi)的混合氣均不能被點燃，發(fā)動機(jī)失火。當(dāng)點火正時為40ms時，雖然大多情況下首循環(huán)能夠著火，但是仍存在一定的失火概率。在5次重復(fù)試驗中，出現(xiàn)了一次失火情況。當(dāng)點火正時增大到60ms后，首循環(huán)均能可靠點燃，5次重復(fù)試驗均未發(fā)生失火現(xiàn)象。這主要是因為，噴入缸內(nèi)的燃油需經(jīng)歷一段時間才能在火花塞附近形成質(zhì)量較好的可燃混合氣。因此，為保障首循環(huán)可靠著火，點火和噴油之間需要有足夠長的時間間隔，以在火花塞附近形成質(zhì)量較好的可燃混合氣。同時，通過圖1（a）和（c）中所示的局部放大圖中還可以發(fā)現(xiàn)，在首循環(huán)可靠著火后（t＞60ms），隨著點火正時的進(jìn)一步推遲，燃燒壓力和轉(zhuǎn)速峰值均呈現(xiàn)先增加后緩慢減小的變化趨勢，這主要是因為適當(dāng)延長混合氣形成時間有利于缸內(nèi)燃油與空氣的充分混合，提高空氣的利用率。當(dāng)點火正時在250～350ms時，首循環(huán)可以獲得相對較高的燃燒壓力和轉(zhuǎn)速峰值。然而，當(dāng)點火正時過于延長時（＞350ms），受燃油蒸汽沉積及壁面油膜揮發(fā)等影響，使得缸內(nèi)油氣的混合質(zhì)量又有所惡化。

圖2 燃燒壓力和轉(zhuǎn)速的峰值及變動系數(shù)隨λ的變化Fig.2 Changes in peak and variation coefficient of combustion pressure and speed withλ

圖2 為燃燒壓力和轉(zhuǎn)速的峰值及其變動系數(shù)隨過量空氣系數(shù)的變化。文中，當(dāng)研究過量空氣系數(shù)的影響時，點火正時將分別選取其優(yōu)化控制值。在圖2中點火正時選取為300ms，同時針對每一測試工況點同樣也分別進(jìn)行了5次重復(fù)性試驗。由圖可見，當(dāng)過量空氣系數(shù)過大（＞0.9）或過?。ǎ?.3）時，首循環(huán)均不能可靠著火。當(dāng)過量空氣系數(shù)＞0.9時，雖然未到達(dá)混合氣的著火稀限，但是由于直接起動模式首循環(huán)混合氣形成的特殊環(huán)境，使得其也不能可靠著火。對于首循環(huán)而言，當(dāng)噴射燃油時活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，缸內(nèi)的氣流運動較為微弱，燃油僅能在自身射流能量的作用下進(jìn)行擴(kuò)散和混合，油氣混合質(zhì)量較差，故而需要向缸內(nèi)噴射較多的燃油才能在火花塞附近形成可燃混合氣。

當(dāng)過量空氣系數(shù)在0.3～0.9范圍內(nèi)時，首循環(huán)能夠可靠著火，并且隨著過量空氣系數(shù)的增大缸壓峰值和轉(zhuǎn)速峰值均呈現(xiàn)顯著的先增加后減小的變化趨勢。當(dāng)過量空氣系數(shù)為0.5～0.7時，首循環(huán)能獲得較高的燃燒壓力和轉(zhuǎn)速峰值，缸內(nèi)釋放出較多的能量。通常過量空氣系數(shù)在0.8～0.9時的混合氣為功率混合氣，火焰?zhèn)鞑ニ俣容^快，缸內(nèi)能釋放出較多的能量。然而，由于首循環(huán)缸內(nèi)混合氣的形成條件是非常特殊的，缸內(nèi)的混合氣分布存在著一定的不均勻性，所以需要向缸內(nèi)噴入更多的燃油，才能使缸內(nèi)的新鮮空氣被充分利用。同時，通過圖2（b）和（d）所示的變動系數(shù)隨過量空氣系數(shù)的變化可以發(fā)現(xiàn)，隨著過量空氣系數(shù)的增加，變動系數(shù)呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢，當(dāng)過量空氣系數(shù)為0.5～0.8時首循環(huán)能獲得相對較小的變動系數(shù)，故而選擇適當(dāng)?shù)倪^量空氣系數(shù)即可使首循環(huán)獲得較高的燃燒壓力和轉(zhuǎn)動速度，同時還可以獲得較小的變動性。

2.2 冷卻液溫度

當(dāng)軌壓為0.8 MPa，初始活塞位置為80 ℃A ATDC時，本文針對不同冷卻液溫度下的首循環(huán)著火及轉(zhuǎn)動特性進(jìn)行了研究。圖3為不同冷卻液溫度下點火正時對首循環(huán)著火及轉(zhuǎn)速峰值的影響。由圖可見，隨著冷卻液溫度的提高，能夠使首循環(huán)可靠著火的點火正時下限基本呈現(xiàn)減小的趨勢。當(dāng)冷卻水溫由50 ℃提高到90 ℃時，點火正時的下限值由100 ms降低為40 ms。這主要是因為，當(dāng)冷卻液溫度較低時燃油霧化差，濕壁現(xiàn)象嚴(yán)重，并且空氣黏度也較大，這些均不利于燃油向火花塞附近運動。同時，通過圖3（b）所示的不同冷卻液溫度下的峰值轉(zhuǎn)速隨點火正時的變化可以發(fā)現(xiàn)，不同冷卻液溫度下隨點火正時的增加峰值轉(zhuǎn)速均呈現(xiàn)先增加后減小的變化趨勢。并且，不同冷卻液溫度下使發(fā)動機(jī)獲得較高轉(zhuǎn)速峰值的點火正時范圍基本類似，當(dāng)點火正時控制在300ms附近時基本均能獲得較高的轉(zhuǎn)速峰值。

圖3 不同冷卻液溫度下T 對首循環(huán)著火和轉(zhuǎn)速峰值的影響Fig.3 Influence of Ton first－cyclein ignition and peak speed at different coolant temperature

圖4 為不同冷卻液溫度下過量空氣系數(shù)對首循環(huán)著火及轉(zhuǎn)速峰值的影響。從圖中曲線可以看出，隨著冷卻液溫度的升高，由于燃油的霧化和擴(kuò)散加強(qiáng)，首循環(huán)可靠著火的濃限和稀限均有所升高，可燃范圍變寬。當(dāng)冷卻液溫度為50 ℃時，首循環(huán)能夠著火的過量空氣系數(shù)范圍只有0.2～0.6；而當(dāng)溫度為90 ℃時，著火范圍可達(dá)0.35～1.1。同時，當(dāng)冷卻液溫度為50～70 ℃時，隨著過量空氣系數(shù)的增加峰值轉(zhuǎn)速呈現(xiàn)顯著的先增加后減小變化趨勢，然而當(dāng)冷卻水溫增加到80～90℃時，在較寬的過量空氣系數(shù)范圍內(nèi)（0.4～0.9）峰值轉(zhuǎn)速變化均較小，僅僅當(dāng)過量空氣系數(shù)過大或過小時峰值轉(zhuǎn)速有顯著降低。并且，隨著冷卻液溫度的降低，需要采用相對更濃的混合氣才能充分利用缸內(nèi)的空氣和提高缸內(nèi)燃燒能釋放量。當(dāng)冷卻水溫為90 ℃時，采用過量空氣系數(shù)為0.7～0.8的混合氣即可獲得較高的峰值轉(zhuǎn)速，而當(dāng)冷卻水溫降低為70、60、50 ℃時，由于燃油霧化差，濕壁現(xiàn)象嚴(yán)重，則需要分別采用0.5、0.5、0.4的過濃混合氣才能使發(fā)動機(jī)獲得較高的峰值轉(zhuǎn)速。

影像化線上單據(jù)傳遞模式能夠解決人工傳遞可能出現(xiàn)的單據(jù)受損、遺失等問題，同時能夠降低單據(jù)傳遞成本，但由于影像化單據(jù)需要人工審核，且原始資料需要進(jìn)行歸檔保管，故工作效率有待進(jìn)一步提高，工作流程也有優(yōu)化空間。

圖4 不同冷卻液溫度下λ對首循環(huán)著火及轉(zhuǎn)速峰值的影響Fig.4 Influence ofλon first－cyclein ignition and peak speed at different coolant temperature

從圖4（b）還可以看到，不同冷卻液溫度下發(fā)動機(jī)能夠獲得的最高轉(zhuǎn)速峰值也會發(fā)生顯著變化。當(dāng)冷卻液溫度較低時可以獲得相對更高的轉(zhuǎn)速峰值，有利于促進(jìn)直接起動模式的實現(xiàn)。當(dāng)冷卻水溫由90 ℃降低到70 ℃時，最大轉(zhuǎn)速峰值增加了約20r／min。但是當(dāng)冷卻水溫由70 ℃進(jìn)一步降低到50 ℃時，這種上升趨勢減緩，最大轉(zhuǎn)速峰值僅增加了6r／min。這主要是由于冷卻水溫降低后，一方面缸內(nèi)可用新鮮空氣量增多，可以燃燒更多的燃油和釋放較多能量；另一方面，當(dāng)冷卻水溫降低后，燃油的揮發(fā)和混合變差，缸內(nèi)局部過濃或過稀區(qū)域增多，不利于缸內(nèi)的燃燒放熱。

2.3 軌壓

當(dāng)初始活塞位置為80 ℃A ATDC，冷卻水溫為80℃時，針對不同軌壓下首循環(huán)著火及轉(zhuǎn)動特性進(jìn)行了研究。圖5為不同軌壓下點火正時對首循環(huán)著火及轉(zhuǎn)速峰值的影響。由圖5（a）可見，隨著軌壓的增加，首循環(huán)可靠著火的點火正時下限呈現(xiàn)緩慢減小的趨勢。對于0.5 MPa和0.8 MPa軌壓，點火正時需增加到60ms首循環(huán)才能可靠著火；當(dāng)軌壓增大到1.3 MPa和1.7 MPa時，點火正時達(dá)到40ms時首循環(huán)即可可靠著火。同時，當(dāng)軌壓不同時，使發(fā)動機(jī)獲得較高轉(zhuǎn)速峰值的點火正時也會發(fā)生一定的改變。軌壓較小時，需較大的點火正時才能獲得相對較高的轉(zhuǎn)速峰值，而當(dāng)軌壓較大時，較小的點火正時就可得到較高的轉(zhuǎn)速峰值。對于0.5MPa和0.8MPa軌壓，當(dāng)點火正時為300ms附近時才能獲得較高的轉(zhuǎn)速峰值，然而當(dāng)軌壓增大到1.8 MPa時，點火正時為150～200ms即可獲得較高的轉(zhuǎn)動速度。這主要是因為，軌壓較低時不利于缸內(nèi)混合氣的形成，所以延長混合氣的形成時間有利于改善缸內(nèi)燃燒質(zhì)量，釋放更多燃燒能。

圖5 不同軌壓下T 對首循環(huán)著火和轉(zhuǎn)速峰值的影響Fig.5 Influence of Ton first－cyclein ignition and peak speed at different fuel pressure

圖6 為不同軌壓下過量空氣系數(shù)對首循環(huán)著火及轉(zhuǎn)速峰值的影響。從整體上看，隨著軌壓的降低，混合氣的著火稀限下降，著火范圍有所縮小。這主要是因為當(dāng)軌壓降低時，燃油油束的動量小，貫穿距離短，燃油不易向火花塞附近運動和擴(kuò)散，所以需要向缸內(nèi)噴射較多的燃油才能使首循環(huán)著火。同時，對于高軌壓工況，如果向缸內(nèi)噴射燃油量較多時，也易于造成火花塞附近的混合氣濃度過高，所以當(dāng)軌壓由1.7 MPa降低為0.8 MPa時其首循環(huán)著火的濃度稀限也較高。

圖6 不同軌壓下λ對首循環(huán)著火及轉(zhuǎn)速峰值的影響Fig.6 Influence ofλon first－cyclein ignition and peak speed at different fuel pressure

通過圖6（b）可以看到，隨著軌壓的提高，缸內(nèi)混合氣的形成質(zhì)量變好，采用相對較大的過量空氣系數(shù)即可使發(fā)動機(jī)獲得較高的轉(zhuǎn)動速度。同時，隨著軌壓的增加，發(fā)動機(jī)可以獲得更高的轉(zhuǎn)速峰值。當(dāng)軌壓由0.5MPa提高到1.7MPa時，轉(zhuǎn)速峰值增加了9r／min，意味著增加軌壓同樣也有利于促進(jìn)直接起動模式的實現(xiàn)。

2.4 活塞初始位置

圖7 不同初始活塞位置下T 對首循環(huán)著火和轉(zhuǎn)速峰值的影響Fig.7 Influence of Ton first－cyclein ignition and peak speed at different initial piston position

當(dāng)冷卻液溫度為80 ℃，軌壓為0.8 MPa時，針對不同活塞初始位置下首循環(huán)著火及轉(zhuǎn)動特性進(jìn)行了研究。圖7為不同活塞初始位置下點火正時對首循環(huán)著火及轉(zhuǎn)速峰值的影響。由圖可見，活塞距離其上止點過遠(yuǎn)或過近時，點火正時下限值均有所增加。當(dāng)活初始塞位置為40 ℃A ATDC時，點火正時需增大到80ms才能使首循環(huán)可靠著火。這是因為，活塞離噴油器比較近，噴霧油束與活塞表面形狀的匹配性較差，活塞表面會將燃油引導(dǎo)至遠(yuǎn)離火花塞的活塞與缸蓋之間的余隙內(nèi)，燃油只能緩慢地蒸發(fā)和擴(kuò)散到火花塞附近，所以需要較長的點火正時才能在火花塞附近形成可燃混合氣。同時，當(dāng)活塞初始位置增大為120 ℃A ATDC 時，由于火花塞距離活塞表面較遠(yuǎn)，且噴霧油束與燃燒室表面的匹配性變差，燃油同樣難以到達(dá)火花塞附近，點火正時需增大到200ms才能使首循環(huán)可靠著火。當(dāng)活塞初始位置在60～100 ℃A ATDC時，一方面火花塞距離活塞表面較近；另一方面噴霧油束與燃燒室表面的匹配性較好，在活塞表面的引導(dǎo)作用下燃油也易于到達(dá)火花塞附近，所以當(dāng)點火正時為60 ms時首循環(huán)即可著火。同時，當(dāng)活塞初始位置在60～100 ℃A ATDC 時，使發(fā)動機(jī)獲得較高峰值轉(zhuǎn)速的優(yōu)化點火正時變化也較小，點火正時控制在250～300ms時發(fā)動機(jī)均能獲得相對較高的峰值轉(zhuǎn)速。然而，當(dāng)點火正時推遲到120 ℃A ATDC時，點火正時需推遲到400～450ms發(fā)動機(jī)才能獲得較高的峰值轉(zhuǎn)速。

圖8為不同活塞初始位置下過量空氣系數(shù)對首循環(huán)著火及轉(zhuǎn)速峰值的影響。從圖可見，整體上隨著活塞初始位置的下移，著火稀限呈現(xiàn)顯著的減小趨勢，需要采用更濃的混合氣才能使首循環(huán)著火。當(dāng)膨脹缸初始位置為40 ℃A ATDC時，過量空氣系數(shù)為0.95首循環(huán)就可以著火。然而，當(dāng)初始活塞位置下移到120 ℃A ATDC 時，需要過量空氣系數(shù)小于0.6的濃混合氣首循環(huán)才能著火。隨著活塞位置的下移，火花塞距離活塞頂面的距離增大，噴射到燃燒室壁面的燃油不易運動到火花塞附近，所以需要噴射更多的燃油才能使火花塞附近形成可燃混合氣。當(dāng)活塞位置在40～80 ℃A ATDC 時，受油束和燃燒室表面形狀匹配性能的影響，混合氣稀限的降低速度相對較緩。同時，不同活塞初始位置下首循環(huán)著火的混合氣濃限也有一定的改變。當(dāng)活塞初始位置過大或過小時混合氣濃限均相對略有升高?；钊跏嘉恢幂^小時，火花塞距離活塞表面較近，受壁面油膜蒸發(fā)的影響，易于使火花塞附近的燃油濃度過高。

圖8 不同初始活塞位置下λ對首循環(huán)著火和轉(zhuǎn)速峰值的影響Fig.8 Influence ofλon first－cyclein ignition and peak speed at different initial piston position

通過圖8（b）可見，當(dāng)活塞初始位置在60～100 ℃A ATDC 范圍內(nèi)時，峰值轉(zhuǎn)速受過量空氣系數(shù)的影響較弱，在相對較寬的范圍內(nèi)均可使發(fā)動機(jī)獲得較高的峰值轉(zhuǎn)速。然而，當(dāng)初始活塞位置過 大（120 ℃A ATDC）或 過 小（40 ℃A ATDC）時，峰值轉(zhuǎn)速隨過量空氣系數(shù)的改變而顯著改變。同時，隨著活塞初始位置的變化，發(fā)動機(jī)獲得較高轉(zhuǎn)速峰值的優(yōu)化過量空氣系數(shù)也會出現(xiàn)一定的改變。當(dāng)活塞初始位置較小時，需采用較濃的混合氣才能使發(fā)動機(jī)獲得較高的轉(zhuǎn)速峰值。當(dāng)活塞初始位置為40 ℃A ATDC 時，需采用過量空氣系數(shù)為0.5左右的濃混合氣才能使發(fā)動機(jī)獲得較高的轉(zhuǎn)速峰值。隨著活塞位置的下移，由于油束與燃燒室壁面的匹配性變好，缸內(nèi)混合氣的形成質(zhì)量變好，采用相對較稀的混合氣即可使發(fā)動機(jī)獲得較好的轉(zhuǎn)動特性?；钊跏嘉恢迷?0～120 ℃A ATDC 范圍時，基本采用過量空氣系數(shù)為0.6～0.7的混合氣就能使發(fā)動機(jī)獲得較高的轉(zhuǎn)速峰值。

3 結(jié) 論

（1）點火正時和過量空氣系數(shù)需控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)才能使首循環(huán)可靠著火。并且，隨著點火正時和過量空氣系數(shù)的增加缸壓和轉(zhuǎn)速峰值基本呈現(xiàn)先增后減的變化趨勢。優(yōu)化控制點火正時和過量空氣系數(shù)能使首循環(huán)同時獲得較高的轉(zhuǎn)動速度和較好的燃燒一致性。

（2）隨著冷卻水溫升高，保證首循環(huán)可靠著火的點火正時下限略有減小，而使發(fā)動機(jī)獲得較高轉(zhuǎn)速峰值的優(yōu)化點火正時基本相同。當(dāng)冷卻液溫度較高時，首循環(huán)著火的空燃比范圍相對較寬，采用偏稀的混合氣即可獲得較高的轉(zhuǎn)動速度。

（3）軌壓提高后，采用相對較小的點火正時就可使首循環(huán)著火并獲得較高的轉(zhuǎn)動速度。同時，對于較高的軌壓也可以在較稀混合氣范圍內(nèi)著火，并可獲得較高的轉(zhuǎn)速峰值。

（4）活塞初始位置對首循環(huán)著火特性的影響較為復(fù)雜。受缸內(nèi)空間體積及壁面引流的雙重影響，僅當(dāng)初始活塞位置過大時首循環(huán)著火的點火正時下限有顯著升高，空燃比范圍變窄。在60～100 ℃A 初始位置范圍內(nèi)，將點火正時和過量空氣系數(shù)分別控制在250～300ms和0.6～0.7時，基本均能使發(fā)動機(jī)獲得較高的轉(zhuǎn)速峰值。

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