双喷射系统汽油机颗粒物排放特性研究

摘要

巨大的车辆保有量使能源与环境问题变得愈加凸显，这对汽车节能减排工作提出了迫切要求。欧6排放法规不仅对GDI汽油机的颗粒物质量排放进行了限制，还对颗粒物数量排放加以限制。GDI+PFI双喷射系统汽油机结合了GDI和PFI各自的优势，拥有很好的动力性、燃油经济性和排放性，已经受到各大汽车公司和研究机构越来越多的重视，有必要对双喷射系统汽油机颗粒物排放特性进行深入研究。作者在一台GDI+PFI双喷射系统汽油机上进行了台架试验研究，颗粒物排放测试设备采用的是DMS500微粒光谱仪，研究结果表明:
　　1)在中、小负荷，中、低转速工况下:随着发动机转速的升高，排气中核态颗粒物和积聚态颗粒物数量浓度排放下降;随着发动机负荷的增加，排气中核态颗粒物和积聚态颗粒物数量浓度呈先下降再升高的趋势;随着GDI喷射比例的降低，转速和负荷对颗粒物数量排放的影响减弱。
　　2)在转速2000r/min、1500r/min，BMEP=0.2MPa常用工况点，随着GDI喷射比例的降低，排气中核态颗粒物及积聚态颗粒物数量浓度呈现先下降后上升的趋势。GDI喷射比例从100％降到60％的过程，排气中颗粒物总数浓度、总质量浓度下降速度比较快，随着GDI喷射比例进一步降低，颗粒物总数浓度、总质量浓度下降速度变慢，甚至出现小幅度的上升，存在一个GDI喷射比例使颗粒物总数浓度、总质量浓度达到最低点。GDI+PFI的工作模式能显著降低颗粒物排放，在常用工况点，排气中总数浓度最高降低94％以上，总质量浓度最高降低99％以上。
　　3)在转速2000r/min、1500r/min，BMEP=0.2MPa常用工况点，尾气中THC的浓度随着GDI喷射比例的降低变化不大;而CO的浓度则随着GDI喷射比例的下降大体呈现降低的趋势，2000r/min、1500r/min工况最大分别下降27％、40％;NOx的浓度随着GDI喷射比例的降低大体呈现升高的趋势，2000r/min、1500r/min工况最大分别升高47％、51％。
　　4)点火定时能够影响油气混合时间和缸内燃烧放热，随着点火定时的推迟，核态颗粒物和积聚态颗粒物数量排放减少。GDI高喷射压力能促进喷雾的蒸发和油气混合，从而减少核态颗粒物和积聚态颗粒物数量排放。GDI喷油过早或过晚，都会影响油气混合，随着喷油时刻的逐渐推迟，排气中核态颗粒物和积聚态颗粒物数量都出现先降低后升高的趋势。

目录

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摘要

图清单

表清单

字母注释表

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 汽油机颗粒物

1．2．1 颗粒物的理化特性

1．2．2 GDI汽油机颗粒物

1．2．3 汽油机颗粒物排放研究现状

1．3 双喷射系统汽油机

1．3．1 GDI+PFI双喷射系统技术

1．3．2 双喷射系统汽油机研究现状

1．4 课题研究意义及内容

第二章 试验设备及试验方案

2．1 双喷射系统汽油机试验台架及测试系统

2．2 DMS500颗粒物测量仪

2．3 试验方案及边界条件控制

2．4 本章小结

第三章 转速和负荷对双喷射系统汽油机颗粒物排放的影响

3．1 研究概述

3．2 试验用发动机部分控制参数

3．3 转速对双喷射系统汽油机颗粒物排放的影响

3．4 负荷对双喷射系统汽油机颗粒物排放的影响

3．5 本章小结

第四章 GDI喷射比例对双喷射系统汽油机排放的影响

4．1 研究概述

4．2 GDI喷射比例对双喷射系统汽油机颗粒物排放的影响

4．3 GDI喷射比例对双喷射系统汽油机常规排放物的影响

4．4 本章小结

第五章 不同控制参数对双喷射系统汽油机颗粒物排放的影响

5．1 研究概述

5．2 点火定时对双喷射系统汽油机颗粒物排放的影响

5．3 GDI油轨压力对双喷射系统汽油机颗粒物排放的影响

5．4 GDI喷油时刻对双喷射系统汽油机颗粒物排放的影响

5．5 本章小结

第六章 全文总结

6．1 全文总结

6．2 未来工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢