PFI/DI喷射对分层火焰引燃的SI-CAI混合燃烧的影响
发布时间：2022-02-15 12:08
针对均质SI-CAI混合燃烧存在循环波动大、较高负荷下最大压力升高率过高等问题,提出一种基于分层火焰引燃（stratified flame ignition,SFI）的SI-CAI混合燃烧技术.并在一台直喷（DI）四缸汽油机上,采用内部废气重压缩策略配合进气道喷射（PFI）方式实现了SFI燃烧.探索了PFI/DI喷射对SFI燃烧特性的影响规律.研究结果表明,随着直喷时刻在压缩冲程初期的推迟,直喷燃油的物理冷却作用使得燃烧始点推迟,同时分层的稀释混合气使得最大压力升高率大幅下降,但指示平均有效压力IMEP略微恶化;过晚的直喷时刻将导致自燃燃烧提前,放热变快,最大压力升高率迅速增大,IMEP恶化显著,循环变动变大.直喷比例的增大能大大降低最大压力升高率,同时能够保持稳定的燃烧.点火时刻在不同的喷油策略下都能有效控制SFI燃烧过程.相比均质混合燃烧,SFI燃烧可以较好地缓和混合燃烧中最大压升率与燃烧稳定性的矛盾,能同时保证较低循环波动和较小压升率.
【文章来源】：燃烧科学与技术. 2016,22(05)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
实验台架系统示意
2016年10月江维海等：PFI/DI喷射对分层火焰引燃的SI-CAI混合燃烧的影响·435·图1实验台架系统示意2实验结果与分析为便于分析对比，本研究首先选取了一组基准工况．该基准工况通过纯内部废气策略实现，采用PFI喷射策略实现均质混合燃烧，总喷射油量为每循环10.2,mg，指示平均有效压力IMEP为0.32,MPa．进、排气门关闭角分别固定在122°CABTDC、285°CAATDC，如图2所示．总喷射油量不变，PFI喷射时刻固定在排气冲程内．以基准工况为基础，本文系统研究了直喷比例和直喷时刻对SFI燃烧的影响．图2负气门重叠角下的缸内压力示意2.1直喷时刻对SFI燃烧的影响图3展示了直喷时刻对在不同点火时刻下的SFI燃烧的指示平均有效压力IMEP、CA50以及最大压力升高率的影响规律．图中，θST为点火提前角.直喷时刻从240°,CABTDC推迟到120°,CABTDC的过程中，直喷燃油与周围稀释混合气的混合程度减小，分层梯度逐渐显现，燃烧室周围自燃燃烧的稀释混合气不断变稀，较稀的混合气自燃燃烧较缓，如图4所示，燃烧持续期略微增长．同时，如图5(a)和5(b)所示，缸内压力和瞬时放热率的峰值随着直喷时刻的推迟不断减小．同时，如图5(c)所示，累积放热率的斜率随着直喷时刻的推迟减小，所以自燃燃烧过程变缓．最终使得最大压力升高率大大降低，指示平均有效压力IMEP减小．图5中直喷比例RDI为缸内直喷燃油与总喷油量的比值．（a）最大压力升高率（b）CA50（c）指示平均有效压力图3在不同的点火时刻下直喷时刻对SFI燃烧最大压力升高率、CA50和指示平均有效压力的影响（a）燃烧持续期（b）CA90（c）CA10图4在不同的点火时刻下直喷时刻对SFI燃烧CA10、CA90和燃烧持续期的影响直喷时刻从120°CABTDC推迟到90°CABTDC的过程当中，由于随着
2016年10月江维海等：PFI/DI喷射对分层火焰引燃的SI-CAI混合燃烧的影响·435·图1实验台架系统示意2实验结果与分析为便于分析对比，本研究首先选取了一组基准工况．该基准工况通过纯内部废气策略实现，采用PFI喷射策略实现均质混合燃烧，总喷射油量为每循环10.2,mg，指示平均有效压力IMEP为0.32,MPa．进、排气门关闭角分别固定在122°CABTDC、285°CAATDC，如图2所示．总喷射油量不变，PFI喷射时刻固定在排气冲程内．以基准工况为基础，本文系统研究了直喷比例和直喷时刻对SFI燃烧的影响．图2负气门重叠角下的缸内压力示意2.1直喷时刻对SFI燃烧的影响图3展示了直喷时刻对在不同点火时刻下的SFI燃烧的指示平均有效压力IMEP、CA50以及最大压力升高率的影响规律．图中，θST为点火提前角.直喷时刻从240°,CABTDC推迟到120°,CABTDC的过程中，直喷燃油与周围稀释混合气的混合程度减小，分层梯度逐渐显现，燃烧室周围自燃燃烧的稀释混合气不断变稀，较稀的混合气自燃燃烧较缓，如图4所示，燃烧持续期略微增长．同时，如图5(a)和5(b)所示，缸内压力和瞬时放热率的峰值随着直喷时刻的推迟不断减小．同时，如图5(c)所示，累积放热率的斜率随着直喷时刻的推迟减小，所以自燃燃烧过程变缓．最终使得最大压力升高率大大降低，指示平均有效压力IMEP减小．图5中直喷比例RDI为缸内直喷燃油与总喷油量的比值．（a）最大压力升高率（b）CA50（c）指示平均有效压力图3在不同的点火时刻下直喷时刻对SFI燃烧最大压力升高率、CA50和指示平均有效压力的影响（a）燃烧持续期（b）CA90（c）CA10图4在不同的点火时刻下直喷时刻对SFI燃烧CA10、CA90和燃烧持续期的影响直喷时刻从120°CABTDC推迟到90°CABTDC的过程当中，由于随着
本文编号：3626605
【文章来源】：燃烧科学与技术. 2016,22(05)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
实验台架系统示意
2016年10月江维海等：PFI/DI喷射对分层火焰引燃的SI-CAI混合燃烧的影响·435·图1实验台架系统示意2实验结果与分析为便于分析对比，本研究首先选取了一组基准工况．该基准工况通过纯内部废气策略实现，采用PFI喷射策略实现均质混合燃烧，总喷射油量为每循环10.2,mg，指示平均有效压力IMEP为0.32,MPa．进、排气门关闭角分别固定在122°CABTDC、285°CAATDC，如图2所示．总喷射油量不变，PFI喷射时刻固定在排气冲程内．以基准工况为基础，本文系统研究了直喷比例和直喷时刻对SFI燃烧的影响．图2负气门重叠角下的缸内压力示意2.1直喷时刻对SFI燃烧的影响图3展示了直喷时刻对在不同点火时刻下的SFI燃烧的指示平均有效压力IMEP、CA50以及最大压力升高率的影响规律．图中，θST为点火提前角.直喷时刻从240°,CABTDC推迟到120°,CABTDC的过程中，直喷燃油与周围稀释混合气的混合程度减小，分层梯度逐渐显现，燃烧室周围自燃燃烧的稀释混合气不断变稀，较稀的混合气自燃燃烧较缓，如图4所示，燃烧持续期略微增长．同时，如图5(a)和5(b)所示，缸内压力和瞬时放热率的峰值随着直喷时刻的推迟不断减小．同时，如图5(c)所示，累积放热率的斜率随着直喷时刻的推迟减小，所以自燃燃烧过程变缓．最终使得最大压力升高率大大降低，指示平均有效压力IMEP减小．图5中直喷比例RDI为缸内直喷燃油与总喷油量的比值．（a）最大压力升高率（b）CA50（c）指示平均有效压力图3在不同的点火时刻下直喷时刻对SFI燃烧最大压力升高率、CA50和指示平均有效压力的影响（a）燃烧持续期（b）CA90（c）CA10图4在不同的点火时刻下直喷时刻对SFI燃烧CA10、CA90和燃烧持续期的影响直喷时刻从120°CABTDC推迟到90°CABTDC的过程当中，由于随着
2016年10月江维海等：PFI/DI喷射对分层火焰引燃的SI-CAI混合燃烧的影响·435·图1实验台架系统示意2实验结果与分析为便于分析对比，本研究首先选取了一组基准工况．该基准工况通过纯内部废气策略实现，采用PFI喷射策略实现均质混合燃烧，总喷射油量为每循环10.2,mg，指示平均有效压力IMEP为0.32,MPa．进、排气门关闭角分别固定在122°CABTDC、285°CAATDC，如图2所示．总喷射油量不变，PFI喷射时刻固定在排气冲程内．以基准工况为基础，本文系统研究了直喷比例和直喷时刻对SFI燃烧的影响．图2负气门重叠角下的缸内压力示意2.1直喷时刻对SFI燃烧的影响图3展示了直喷时刻对在不同点火时刻下的SFI燃烧的指示平均有效压力IMEP、CA50以及最大压力升高率的影响规律．图中，θST为点火提前角.直喷时刻从240°,CABTDC推迟到120°,CABTDC的过程中，直喷燃油与周围稀释混合气的混合程度减小，分层梯度逐渐显现，燃烧室周围自燃燃烧的稀释混合气不断变稀，较稀的混合气自燃燃烧较缓，如图4所示，燃烧持续期略微增长．同时，如图5(a)和5(b)所示，缸内压力和瞬时放热率的峰值随着直喷时刻的推迟不断减小．同时，如图5(c)所示，累积放热率的斜率随着直喷时刻的推迟减小，所以自燃燃烧过程变缓．最终使得最大压力升高率大大降低，指示平均有效压力IMEP减小．图5中直喷比例RDI为缸内直喷燃油与总喷油量的比值．（a）最大压力升高率（b）CA50（c）指示平均有效压力图3在不同的点火时刻下直喷时刻对SFI燃烧最大压力升高率、CA50和指示平均有效压力的影响（a）燃烧持续期（b）CA90（c）CA10图4在不同的点火时刻下直喷时刻对SFI燃烧CA10、CA90和燃烧持续期的影响直喷时刻从120°CABTDC推迟到90°CABTDC的过程当中，由于随着
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