基于喷油正时和油压的CI发动机低负荷极限研究



基于喷油正时和油压的CI发动机低负荷极限研究

研究了一些用于提升压燃（CI）发动机预混合和低温度燃烧（LTC）性能的运行策略，目的是为了在保持发动机效率的同时减少NOx和PM排放。这些策略包括HCCI（均质充量压燃）、预混合压燃和可控自动点火。预混合LTC是典型的受高负荷燃烧爆震限制的，然而传统的汽油LTC受低负荷熄火限制。预混合LTC非常有发展前景，因为其可实现发动机的高效运转。然而，柴油预混合燃烧受限于燃烧定相和能量密度低等。汽油LTC容易导致点火失效，尤其是当使用相应较低反应性汽油混合物的情况。因此，选择适当的燃油和喷射策略对于解决自动点火稳定性是必要的。

前期的研究表明了汽油压缩点火的能力，在使用汽油抗爆指数（AKI）为87时，多缸柴油机平均有效制动压力高达1.95MPa。目前，使用相同的发动机硬件配置和87 AKI燃油（平均有效制动压力高达1.95MPa时的燃油）来研究发动机的低负荷极限。对单点喷射（最小注油方式）喷射时机和喷射压力的研究得出，87 AKI测试燃油可以在平均有效制动压力为0.15MPa、注射时间角为-30°时稳定燃烧条件下使用，而没有使用进气加热或者冷却循环废气。在87 AKI测试燃油中加入0.4%的硝酸异辛酯增强反应性，测试其在保持相同物理混合性能的基础上对最低负荷可实现性和喷油正时的影响。

试验结果显示，添加0.4%的硝酸异辛酯使平均有效制动压力减小0.13MPa，推迟了上止点后-24°的喷油正时，同时也讨论了其对最低负荷水平、喷油正时、喷油压力和自动点火燃油反应性、燃烧阶段、具体燃料消耗的影响。

Kolodziej C P et al. SAE 2014-01-1302.

编译：成旺龙