燃油噴射方式對(duì)汽油機(jī)排放和經(jīng)濟(jì)性的影響

汽油機(jī)排放法規(guī)變的越來(lái)越嚴(yán)格，各種降低排放的解決方案正在進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)，如缸內(nèi)直噴（DI）策略、進(jìn)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(jìn)氣裝置。開(kāi)發(fā)的這些策略和裝置主要用來(lái)產(chǎn)生劇烈的缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)，由此改善缸內(nèi)混合過(guò)程，最終提高汽油機(jī)熱效率和改善汽油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)降低排放。通過(guò)試驗(yàn)對(duì)開(kāi)發(fā)出的多種策略進(jìn)行分析，以確定出最佳的燃油噴射方式。

試驗(yàn)采用一臺(tái)德國(guó)馬勒公司生產(chǎn)的3缸渦輪增壓1.2L缸內(nèi)直噴火花點(diǎn)火汽油機(jī)，并采用相應(yīng)的電子控制單元對(duì)其進(jìn)行控制。試驗(yàn)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(yàn)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(jìn)氣壓力設(shè)定為0.7MPa。對(duì)于每種燃油噴射方式，采用瞬態(tài)電機(jī)測(cè)功機(jī)測(cè)量汽油機(jī)扭矩，并對(duì)汽油機(jī)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整。采用熱電偶和鉑電阻溫度計(jì)測(cè)量燃油、潤(rùn)滑油、冷卻液以及進(jìn)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(jìn)行缸內(nèi)壓力測(cè)量。采用科氏力質(zhì)量流量計(jì)和空氣質(zhì)量流量計(jì)分別測(cè)量汽油機(jī)燃油消耗和進(jìn)氣質(zhì)量。采用多組分氣體分析儀和煙度計(jì)分別測(cè)量汽油機(jī)排放中NOx和顆粒物的含量。對(duì)比不同燃油噴射方式下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，與DI單次噴射策略相比，在相同負(fù)荷下采用兩次雙噴射策略能夠減少9%的汽油機(jī)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