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基于雙噴射系統(tǒng)的缸內直噴汽油機燃燒和排放特性

改變噴射比，研究采用了雙噴射系統(tǒng)的4節(jié)氣門缸內直噴發(fā)動機的燃燒特性和排放特性。當直噴噴射比增加時，稀薄極限A/F擴大。這表明進氣口噴射和直噴結合的雙噴射系統(tǒng)汽油機能夠滿足嚴格的車輛排放和燃油經(jīng)濟性的要求。雙噴射系統(tǒng)相比傳統(tǒng)系統(tǒng)或直噴系統(tǒng)具有更高的燃燒壓力。采用雙噴射系統(tǒng)的缸內直噴汽油機功率高于單噴射的缸內直噴汽油機。然而，相比進氣口噴射和直噴系統(tǒng)，雙噴射系統(tǒng)的NOx排放增加。

雙噴射發(fā)動機系統(tǒng)包括分別安裝在進氣口和發(fā)動機氣缸上的兩個噴射器。該系統(tǒng)通過實現(xiàn)分層稀薄燃燒可以保留直噴發(fā)動機的優(yōu)點，而進氣口噴射系統(tǒng)可以減少直噴發(fā)動機的缺點。研究了雙噴射系統(tǒng)噴射比和噴射時刻對系統(tǒng)燃燒和排放特性的影響。提出最佳噴射比和噴射時刻的工況，以實現(xiàn)在火花塞周圍產生分層混合燃油來完成稀薄燃燒?？紤]到噴射比和噴射時刻的重要性，通過一維仿真分析研究直噴噴射比對稀薄燃燒性能的影響。仿真表明，仿真技術對預測稀薄燃燒性能十分有效，節(jié)省了分析各種參數(shù)對稀薄燃燒特征影響的時間。

將直噴策略及進氣口噴射和直噴結合的策略應用于稀燃汽油機。通過改變直噴比率研究稀薄極限A/F和燃燒特性。獲得以下結論。

（1）相比噴嘴燃油噴射系統(tǒng)，雙噴射系統(tǒng)下的稀薄極限A/F提高54%。與直噴系統(tǒng)相比，雙噴射系統(tǒng)下稀薄極限A/F提高27%。

（2）不僅可以通過增加直噴噴射比擴大稀薄極限A/F，還可以通過將直噴噴射時刻設置接近上止點來擴大稀薄極限A/F。因此分層混合對于擴大稀薄極限A/F十分有效。

（3）采用直噴策略（包括將進氣口噴射和直噴結合的策略），會增加燃燒壓力。

（4）隨著直噴注入燃油的增加，CO和NOx排放增加。當直噴注入大于40%，THC排放趨于增加。分層情況下燃燒室壁面容易變得濕潤。

刊名：Petroleum Science（英）

刊期：2014年第11期

作者：Byungdeok In et al

編譯：王欣欣