GDI汽油机进气门沉积物的形成因素分析

GDI汽油机进气门沉积物的形成因素分析

采用汽油缸内直喷（GDI）技术的汽油机，称为GDI汽油机。该汽油机能够在中低负荷工况下采用稀薄燃烧策略，而在高负荷工况下采用均质混合气燃烧策略，实现汽油机整个运行工况下的燃烧优化，因而具有良好的燃油经济性和排放特性。但是，在GDI汽油机在在实际使用过程中，进气门有沉积物（IVD）存在是一个常见问题。IVD随GDI汽油机运行时间不断堆积，达到一定量时将使汽油机出现燃烧恶化、运行不稳定、进气门故障和汽油机故障等问题。为解决该问题，需要定期进行IVD的机械清洗，但这会增加GDI汽油机的使用成本。目前，还没有建立IVD形成的机理。因而，需要通过试验对影响IVD形成的因素进行分析，以便于优化GDI汽油机的设计。

试验采用美国通用汽车公司子品牌庞蒂亚克旗下的2008款Solstice，该车总行驶里程超过了80万km，且对进气门进行过多次清洗，因而采用该车配备的GDI汽油机能够很好地表征IVD的形成过程。试验前，将试验汽车上使用的GDI汽油机拆下，安装在发动机测试台架上，以便于对GDI汽油机参数进行控制。试验采用美国市售乙醇含量为10%的无铅汽油，进行多种负荷工况下的燃烧试验，并记录IVD的形成量。此外，首次试验完成后，在GDI汽油机油底壳中加入添加剂，改变润滑油组成成分，并进行重复试验。试验结果显示：①IVD的形成与润滑油组成成分、GDI汽油机磨损、未燃烧汽油和排放气体有关，其中，最主要的是润滑油组成成分；②较高的GDI汽油机负荷可加快IVD的形成速率。

GregoryGuintheretal.SAE 2016-01-2252.

编译：李臣