基于实时辛烷值实现汽油机的高效运转与减排



基于实时辛烷值实现汽油机的高效运转与减排

基于实时发动机燃料辛烷值的要求，引进具有双燃料喷射系统的高效汽油机，探索了其减少温室气体的潜能。假定汽车配备了2个燃料罐和2套喷射系统，1个进气口燃油喷射和1个线性直接燃油喷射。每罐装有低辛烷值和高辛烷值燃料以便获得在燃烧室内需要的实时辛烷值。炼油厂的石脑油被选定为低辛烷值的燃料（辛烷值=61），因为其特性与汽油相似但处理工序少，不需要改变炼油厂的配置而容易进行生产。用作线性燃油直接喷射中的高辛烷值抗爆震燃料分别是甲醇、甲基叔丁基醚和乙基叔丁基醚。单缸发动机上进行试验获得油耗图和双燃料组合最佳辛烷图。油耗利用车辆仿真工具在4种驱动周期估计（城市驾驶和公路驾驶、高速驾驶、攻击性驾驶），涵盖了广泛的驾驶情况。对于自然吸气4缸发动机汽车，除攻击性驾驶外所有驾驶循环中双燃料喷射系统总耗油量的改善程度高于汽油单燃料，减轻高达4%的质量。混合辛烷值在66～73之间，大大低于目前市场的汽油辛烷值水平。进行从矿井到车轮（W-t-W）评估温室气体排放量来评价双燃料系统的排放效益，当原石脑油作为低辛烷值燃料时碳密度相比单汽油燃料系统降低至18%。当双燃料系统结合小型增压发动机技术时，W-t-W将减少30%CO2。因此，面向对象设计（OOD）系统能够成为未来燃料和发动机系统的潜在解决方案，其不仅为高压缩比发动机提供理想的高辛烷值燃料，而且为炼油厂提炼低辛烷值汽油燃料带来了革命性的变革。

Chang，J.et al.SAE 2015-01-1264.

编译：郭永奇