基于燃油加热减少缸内直喷汽油机冷起动排放的研究

基于燃油加热减少缸内直喷汽油机冷起动排放的研究

传统汽油机多通过将燃油喷射到进气歧管中，与空气混合形成可燃混合气，之后进入燃烧室中，因而称之为端口喷射（PFI）。这种喷射方式在燃油喷射与可燃混合气进入燃烧室之间存在时间延迟，因而出现了将燃油直接喷射到燃烧室内的汽油缸内直喷（GDI）方式。由于GDI喷射方式将燃油直接喷入燃烧室中，造成燃油雾化时间短，使燃烧前燃油与空气不能充分混合，因而GDI汽油机的排放较高。由于排放主要产生于汽油机冷起动阶段，因而众多研究主要针对如何降低GDI汽油机冷起动阶段的排放。

通过对GDI汽油机冷（20℃）起动阶段进行分析，推断出较低的燃油喷射温度不利于燃油雾化，使燃油液滴吸附在气缸壁上，从而造成排放增加，尤其是未燃烧HC的增加。因而，研究通过对燃油加热来解决排放增加问题。通过试验对该研究的有效性进行验证。试验时，采用一台排量3.8L的6缸汽油机，在其喷油器上安装美国德尔福（Delphi）集团生产的3.5HT喷油器加热线圈，该加热线圈能够将待喷射的燃油加热至40℃。试验采用10%乙醇和90%汽油形成的混合燃油，并采用优化后的多次喷射策略，设定喷射压力8.5MPa。

对使用加热线圈和不使用加热线圈下的汽油机燃烧特性和排放特性进行对比。对比结果表明，使用加热线圈后，汽油机的燃油喷雾雾化明显改善、气化明显增加、平均有效压力增加了31%、未燃烧HC排放减少了24%，且缸内燃烧更加稳定。

William Fedoretal.SAE 2016-01-0825.

编译：王祥