乙醇-汽油混合燃料对直喷-均质压燃汽油机燃烧和性能的影响



乙醇-汽油混合燃料对直喷-均质压燃汽油机燃烧和性能的影响

研究了两阶段喷射直喷策略对乙醇-汽油混合燃料汽油机燃烧和性能的影响。首先，调整每次喷射时刻和燃油量在气缸中获得想要的混合形式。然后，在进气行程期间选择第1次喷射，在压缩行程结束时通过使用不同的喷射比进行第2次喷射，并在相同能量输入、发动机转速恒定的工况下，使用3种不同的燃料（汽油、E10和E20）。研究结果表明，使用乙醇-汽油混合燃料时，第1次喷射开始时刻提前，最大压力上升速率增加。可以发现，即使改变喷射比和混合燃料，与第1次喷射开始时刻相比，第2次喷射开始时刻对均质压燃发动机燃烧和性能参数有着很大影响。最大缸内气体压力表明，在高和低当量比条件下，通过第2次喷射时刻可以直接控制平均指示压力和热效率。在高当量比使用最佳喷射参数时，混合燃料的最大压力上升速率减小，使用乙醇-汽油混合燃料的汽油机工作范围扩大。

为对燃烧阶段进行控制，并扩展直喷-均质压燃汽油机的工作范围，使用乙醇-汽油混合燃料并应用两段喷射直喷技术。研究得出以下结论。

（1）使用乙醇-汽油混合燃料时，第1次喷射时刻对缸内气体压力和放热率影响很大；使用汽油燃料时，第1次喷射时刻对缸内气体压力和放热率影响很小。使用乙醇-汽油混合燃料时获得的最大压力上升速率高于负荷上限第1次喷射时刻提前时的最大压力上升速率。当改变第一次喷射时刻时，其它燃烧特性没有明显不同。

（2）与第1次喷射时刻相比，第2次喷射时刻对该汽油机燃烧和性能参数有明显影响。对所有测试燃料，即使喷射比改变，发动机燃烧特性也可以直接通过第2次喷射时刻进行控制。通过控制第2次喷射时刻，最大压力上升速率明显减小，而乙醇-汽油混合燃料热效率基本未减小。

（3）随着混合燃料中乙醇含量的增加，最大缸内气体压力、最大压力上升速率和排放均降低。

（4）对于不变的第1次和第2次喷射时刻，改变喷射比对燃烧阶段的控制有决定性的影响。对于乙醇-汽油混合燃料，通过对第2次喷射时刻和喷射比的最佳运用可以扩大发动机的工作范围。

（5）在高喷射比条件下，虽然汽油的最大压力上升速率低于乙醇-汽油混合燃料，但是汽油的热效率和平均指示压力高于乙醇-汽油混合燃料。相反，在低喷射比条件下，汽油的平均指示压力和热效率低于乙醇-汽油混合燃料。

Ali Türkcan et al.International Conference on Renewable Energy and Applications，Spain-October 20-23，2013.

编译：王欣欣