汽油机部分负荷应用热废气再循环实现临界爆震的性能优化

摘要

以某款1.4L缸内直喷汽油机为研究对象,结合其标定参数和实验结果,利用三维仿真软件Fire研究了热废气再循环对汽油机部分负荷的影响规律.结果表明:当进气压力为68 kPa和24kPa时,在低于爆震限值的热废气再循环率(ηhot)范围内,随着ηhot的增大,混合气的爆震指数均呈现逐渐增大的趋势,且显著低于相同进气温度下的无废气再循环工况;热废气能够起到强化燃烧和降低进气泵气损失的双重效果,相比常温进气工况,在进气压力为68 kPa、ηhot=10％工况下的指示功增幅为4.6％,在进气压力为24 kPa、ηhot=17.5％工况下的指示功增幅可达65.8％;进气压力为24 kPa、ηhot=12.5％工况与常温进气工况的火焰传播速度几乎相当,缸压峰值可提高约1/4,而且还能降低52％的CO排放量和78.3％的NO排放量;通过耦合进气加热或者废气中冷,可以进一步拓展热废气再循环的应用潜力,并且负荷越小耦合进气加热以后的改善效果越显著.