预喷对柴油和乙醚直喷柴油机燃烧及排放的影响

预喷对柴油和乙醚直喷柴油机燃烧及排放的影响

主要就预喷和主喷的时间间隔长短对发动机燃烧特性和排放特性带来的影响进行相关的试验研究，另外还在理想喷油策略条件下，对柴油和乙醚两种燃料对发动机燃烧特性和排放性能带来的影响进行了对比分析，并得出相关结论。

试验所用的发动机为单缸直喷柴油机，根据燃料不同使用2套不同的博世共轨喷射系统。由于乙醚密度小、热值低等一系列特点，需将更大体积的乙醚燃料喷入燃烧室，喷射量大约是柴油体积的1.8倍。另外由于乙醚燃料的上述性质，乙醚直喷柴油机需要较长的喷油周期和较大的喷油正时，其预喷量是总喷油量的1/8，主喷量占总喷油量的7/8。试验分为5组，共用到20个策略，每组设定1个策略对单次喷射和预喷策略进行对比，5组单次喷射的喷油时刻分别为-4°、-2°、2°、4°，这些时刻在预喷策略中作为主喷时刻，每组的预喷和主喷时间间隔为10°、16°、22°。

通过试验数据分析可知，预喷策略对燃烧放热率有明显的影响，预喷角越大放热率越低，同时预喷策略还可以在保持压力峰值不变的前提下使压力曲线更加平滑。另外预喷策略使燃烧延迟缩短，燃烧持续期增长，这种特点对排放有不利影响，因为燃烧过程主要通过扩散燃烧完成，燃烧延迟缩短会产生大量的碳烟和NOx排放。由于乙醚气化速度快，在气缸中与空气混合速度快，因此燃烧速度快可实现无烟燃烧。对CO和HC排放来说，由于这两种排放物对预喷时刻很敏感，因此需精确控制预喷时刻和主喷时刻来严格控制其排放。

Dong Won Jung et al.SAE 2011-01-1958.

编译：韩晓梅