点火正时对双喷射汽油机稀燃的燃烧特性与颗粒物排放的影响

发布时间：2021-07-15 21:13

　　基于一台双喷射汽油原型机,开展了点火正时对双喷射稀燃的燃烧特性和颗粒物排放特性的研究。实验结果表明:随着点火正时的提前,燃烧相位提前,缸压与放热率峰值上升,燃烧波动减小,缸内燃烧得到优化,相对于原机直喷燃烧模式最终取得了8.8%的节油效果。不同点火正时会影响颗粒物粒径的分布;颗粒物排放随着点火正时的提前而趋于洁净,在点火正时46°bTDC时,颗粒物数量（PN）相对于原机降低了84%,颗粒物质量（PM）降低了94%。 

【文章来源】：小型内燃机与车辆技术. 2020,49(03)

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

进气道-缸内双喷射试验台架系统示意图

图3为燃烧相位随点火正时的变化情况，图中的CA10、CA50、CA90分别指示燃烧放热量达到循环总放热量的10%、50%、90%时对应的发动机曲轴转角；同时整个柱体的高度形象地表达了CA90-CA10的差值，定义为燃烧持续期（Combustion Dura tion）。从图3中可以看出，随着ST的提前，各个燃烧相位跟着提前，如ST30°bTDC的CA50为18.0°aTDC，而ST46°bTDC的CA50提前至8.8°aTDC。上述现象的原因是由于提前点火，在缸内提前形成火核，点燃了部分燃料，故放热率、燃烧相位随之相应地提前；在上止点前燃烧得越早，累积放热量越多，则压缩上止点附近的缸内混合气的压力越高。图3 不同点火正时的燃烧相位

图2 不同点火正时的缸压曲线和放热率曲线图4为发动机燃烧持续期和滞燃期随点火正时的变化情况，虚线为对实验数据的线性拟合。这里的滞燃期（Ignition Delay）定义为CA10与ST的差值。滞燃期随着ST的提前而增加，燃烧持续期随着ST的提前而减小，两者与ST的关系都可以近似为线性，不过滞燃期的增幅较大而燃烧持续期的减幅较小。例如ST30°bTDC的燃烧持续期为36.2°CA，而滞燃期为31.9°CA;ST46°bTDC的燃烧持续期为31.5°CA，而滞燃期为40.7°CA。过早点火的滞燃期之所以变长是因为此时缸内的混合气的压力和温度较低，火核形成到燃烧至CA10的时间变长；而燃烧持续期变短是因为整个燃烧在上止点附近燃烧，等容度高，燃烧较快。图3中ST30°bTDC的CA10在上止点之后1.9°CA，而ST40°bTDC的CA10在上止点之前5.3°CA，与此对应。

【参考文献】：
期刊论文
[1]新型两阶段点火系统对稀燃效率的影响[J]. 陆海峰,汪阳,梁敬,李超,李理光.  内燃机学报. 2017(06)
[2]汽油直喷发动机的颗粒物排放研究综述(英文)[J]. 方铁钢,王利兵,王志.  汽车安全与节能学报. 2017(03)
[3]车用汽油机颗粒物生成机理及排放特性研究进展[J]. 帅石金,董哲林,郑荣,王步宇,付海超,徐宏明,王建昕.  内燃机学报. 2016(02)



本文编号：3286475