汽油直噴壓燃發(fā)動機的負荷運行分析

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汽油直噴壓燃發(fā)動機的負荷運行分析

在全速全負荷工況下，汽油直噴壓燃式發(fā)動機在高效率、低NOx和低PM排放方面有巨大潛能。低溫燃燒利用多重延遲噴射、進氣增壓和氣冷廢氣再循環(huán)系統(tǒng)來實現(xiàn)。目前開發(fā)了一種新的活塞并匹配到噴射系統(tǒng)中，分析單缸發(fā)動機測試的目的在于降低噴射壓力、顯示，在維持低NOx和PM排放和燃燒噪聲的同時，能夠進一步改進ISFC（指示燃油消耗率）。效率損失分析表明，汽油直噴式發(fā)動機運行是非常有效的熱力學(xué)過程，能夠極大地減少熱損失，利用噴射系數(shù)可以控制燃燒相位使之具有很好的燃燒穩(wěn)定性。

利用發(fā)動機仿真開發(fā)一種用于GDCI發(fā)動機實用的推進系統(tǒng)。充足的進氣增壓對于低溫燃燒發(fā)動機而言非常困難，因為尾氣的熱含量太低不能驅(qū)動渦輪增壓器，為此研究了幾種不同增壓裝置的增壓結(jié)構(gòu)。利用基于標(biāo)定技術(shù)的仿真試驗對具有機械增壓器、渦輪增壓器和兩種增壓空氣冷卻器的雙級系統(tǒng)進行優(yōu)化，結(jié)果顯示全負荷的BMEP（平均有效制動壓力）運行范圍下BSFC（有效燃油消耗率）處于較好水平。車輛仿真顯示，相對GDI發(fā)動機，無論城市或高速公路條件，GDCI發(fā)動機都能夠極大地減少燃油消耗。發(fā)動機小尺寸、低轉(zhuǎn)速和高負荷并有很好的變速器匹配是實現(xiàn)發(fā)動機最優(yōu)效率的關(guān)鍵因素。

開發(fā)了多缸GDCI發(fā)動機并進行試驗，利用發(fā)動機測力計進行了初步參數(shù)測試，并與相同條件下單缸測試結(jié)果進行對比。兩個發(fā)動機的測試結(jié)果顯示的燃燒噪聲、NOx和PM排放均在目標(biāo)值以下。需要進行更多的研究以分析發(fā)動機特性，如冷起動和瞬態(tài)測試，以實現(xiàn)目標(biāo)排放水平下的最小燃料消耗。

Mark C.Sellnau et al. SAE 2013-01-0272.

編譯：成旺龍