基于氣門正時(shí)策略減少GDI汽油機(jī)冷起動(dòng)排放的研究

基于氣門正時(shí)策略減少GDI汽油機(jī)冷起動(dòng)排放的研究

汽油缸內(nèi)直噴（GDI）汽油機(jī)因其具有較好的燃油經(jīng)濟(jì)性而得到了廣泛的應(yīng)用。但是，GDI汽油機(jī)在應(yīng)用過(guò)程中也面臨諸多挑戰(zhàn)，其中最為關(guān)注的是碳?xì)浠衔铮℉C）和顆粒物（PM）的排放。GDI汽油機(jī)在冷起動(dòng)條件下產(chǎn)生的HC排放約占總排放量的90%以上，PM排放約占總排放量的70%以上。因而，降低GDI汽油機(jī)HC和PM排放的關(guān)鍵是降低冷起動(dòng)條件下的HC和PM排放。不同氣門正時(shí)會(huì)對(duì)GDI汽油機(jī)可燃混合氣的形成過(guò)程產(chǎn)生影響，從而影響GDI汽油機(jī)的排放。因而，對(duì)氣門正時(shí)與GDI汽油機(jī)冷起動(dòng)排放之間的關(guān)系進(jìn)行研究，則有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)GDI汽油機(jī)的優(yōu)化。

通過(guò)試驗(yàn)分析氣門正時(shí)與GDI汽油機(jī)冷起動(dòng)排放之間的關(guān)系。試驗(yàn)采用一臺(tái)4缸2.0L渦輪增壓GDI汽油機(jī)，其火花塞安裝在燃燒室中心。同時(shí)，該GDI汽油機(jī)采用6孔電磁噴油器，并將其安裝在燃燒室一側(cè)，且與水平面呈25°角。試驗(yàn)采用3套冷卻系統(tǒng)，維持進(jìn)氣溫度、燃油溫度和潤(rùn)滑油溫度為20℃，模擬冷起動(dòng)條件，始終維持燃油噴射壓力為5MPa，且所使用燃油的辛烷值（RON）為96.6。試驗(yàn)共設(shè)定4種氣門正時(shí)策略，分別是作為參考的初始?xì)忾T正時(shí)、進(jìn)氣門正時(shí)延遲、排氣門正時(shí)提前、進(jìn)氣門正時(shí)延遲與排氣門正時(shí)提前的結(jié)合策略。分別采用快速氫火焰離子化檢測(cè)器（FFID）和非色散紅外傳感器（NDIR）對(duì)每種策略下的HC和 CO排放進(jìn)行檢測(cè)，并利用顆粒檢測(cè)光譜儀對(duì)PM排放進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)：①進(jìn)氣門正時(shí)延遲能改善可燃混合氣的形成過(guò)程，減少超過(guò)25%的HC和PM排放；②排氣門正時(shí)提前會(huì)使HC和PM排放增加；③進(jìn)氣門正時(shí)延遲和排氣門正時(shí)提前的組合策略則能夠減少約30%的HC和PM排放。

J.Felipe Rodriguez etal. SAE2016-01-0827.

編譯：陳丁躍