李相超，张弘，郭涛

(上海汽车集团股份有限公司技术中心，上海 201804)

爆震和早燃是汽油机常见的异常燃烧情况，常用的解决方案包括降低压缩比、推迟点火和降低运转负荷等，这极大限制了汽油机的热效率提升和动力输出[1-2]。高速大负荷工况排气温度较高，为保护涡轮增压器和后处理系统，往往采用燃油加浓方式来降低排气温度。汽油机喷水技术通过向缸内喷水，利用水的汽化潜热降低缸内燃烧温度，研究结果表明喷水可以有效降低爆震倾向，取代大负荷燃油加浓策略，降低油耗和排放[3-5]。

乙醇作为一种可再生生物燃料，具有更高的辛烷值，抗爆震性更好。研究表明，在汽油中加入乙醇可提升发动机热效率并降低CO和THC排放[6-8]。乙醇冰点低，并可与水以任意比例互溶来降低水的冰点，解决低温情况下喷水系统结冰问题。另外，乙醇具有很高的汽化潜热，向发动机缸内喷射乙醇与喷水类似，都能有效降低缸内温度[9]，抑制发动机爆震倾向。因此，研究掺混乙醇喷射对喷水效果的影响具有较为实用的工程意义。

本研究在定容弹中测试了掺混不同比例乙醇水溶液的喷雾特性，基于某1.5 L直喷增压汽油机改制了进气道喷水试验样机，并开展了3 000 r/min@1.4 MPa和5 500WOT工况台架试验研究，对比分析了不同比例水和乙醇混合喷射对燃烧的影响以及油耗和排放改善情况。

1 水和乙醇喷雾特性研究

1.1 理化特性

水、乙醇和汽油三种介质理化特性如表1所示[7]，相比于乙醇和汽油，水具有最大的比热容和汽化潜热，因此喷水的吸热降温效果最佳。……