双喷射系统对小型强化汽油机特性影响的研究

摘要

全球性的能源和污染问题变得愈加严重，使得节能减排势在必行。小型强化汽油机由于其良好的燃油经济性和排放性，在节能减排方面有着巨大的潜力，受到了许多企业和机构的重视。 本文以一四气门直喷汽油机为原型，开展了双喷射系统对小型直喷汽油机特性影响的研究工作。应用仿真软件CONVERGE对汽油机进行建模，并通过试验验证，分析了直喷模式、双喷射模式以及进气道喷水模式下不同参数对汽油机缸内混合气形成、燃烧和排放特性的影响。研究表明： 1.在直喷模式下，喷油正时分别为270/300/330℃ABTDC时，发现喷油过早或过晚都将会导致燃油蒸发困难；当SOI=300℃ABTDC时，燃油雾化程度最好，燃烧性能最好，同时NOx排放增加。在70%PFI+30%GDI模式下，当直喷正时分别为30/50/70/90℃ABTDC时，推迟喷油在活塞顶部和排气门侧出现混合气较浓的区域；当EOI=90℃ABTDC时，混合气质量最好，燃烧效率最高，同时NOx的生成量增加；当EOI=30℃ABTDC时，缸内混合气较浓区域的面积增加，混合气质量下降，CO的生成量为最大。 2.在进气道喷水模式下，发动机工作在较大负荷，喷水量分别为WA5/WA15/WA25时，进气道喷水增强了充量冷却的作用，在压缩终点缸内的温度有所降低，并且随着喷水量的增加，温度下降越多；同时燃油的蒸发过程受到影响，在WA5、WA15时油气混合程度得到改善，由于水的冷却作用，燃烧温度和燃烧速率降低，燃烧相位推迟，更加接近最佳的燃烧相位，发动机效率提升；在排放方面，喷水可以使NOx生成量减少，当喷水量过大，会造成部分燃油未完全燃烧，使HC的排放升高。

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