低空燃比和EGR稀釋率對GDI發(fā)動機性能的影響

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低空燃比和EGR稀釋率對GDI發(fā)動機性能的影響

研究了廢氣再循環(huán)（EGR）稀釋率和低空燃比對GDI發(fā)動機性能的影響，試驗是在發(fā)動機轉速為1500r/min，平均指示壓力為0.56MPa的部分負荷下進行的，此時EGR稀釋率對提高發(fā)動機效率和排放性能很重要。低能量瞬態(tài)等離子點火系統(tǒng)能夠改善EGR稀釋率和低空燃比。相比傳統(tǒng)的點火系統(tǒng)，所有工況下低能量瞬態(tài)等離子點火系統(tǒng)的火焰擴展角都較小，且燃燒持續(xù)時間不會顯著改變。而不完全燃燒會限制低能量瞬態(tài)等離子體系統(tǒng)對發(fā)動機性能的改善。研究結果表明，低能量瞬態(tài)等離子點火系統(tǒng)能夠提高EGR稀釋率和低空燃比，且能略微提高發(fā)動機的指示熱效率水平。其中，EGR稀釋率能夠提高20%（22.7%～27.1%的廢氣再循環(huán)率），空燃比可以提高約10%（λ：1.55～1.7）。

電極設計是控制火焰速度和總燃燒時間的關鍵因素。優(yōu)化電極設計能夠提高低能量瞬態(tài)等離子點火系統(tǒng)的效率。研究表明，低能量瞬態(tài)等離子點火系統(tǒng)所提供的最大能量取決于電場的產生。一旦系統(tǒng)中產生電場，即使提供更多的能量也不能夠增加點火系統(tǒng)的有效性。因此，需要研究不同操作條件下點火系統(tǒng)所提供的能量。試驗中，發(fā)動機缸內的電荷運動保持不變。增加電荷運動能夠提高EGR的稀釋率，但當電荷運動超過某一點時，傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的點火能力會得到改善。低能量瞬態(tài)等離子體點火系統(tǒng)能夠改善EGR稀釋率，未來的研究可以通過增加電荷運動來進一步改善EGR環(huán)稀釋度。

James Sevik et al.Proceedings of the ASME 2015 Internal Combustion Engine Division Fall Technical Conference，2015.

編譯：朱會