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MPI+GDI发动机稀薄燃烧性能研究

2021-08-25韩荣蒋炎坤陈烨欣何都

车用发动机 2021年4期

韩荣,蒋炎坤,陈烨欣,何都

(华中科技大学能源与动力工程学院,湖北 武汉 430074)

面对能源安全、环境污染、排放法规日趋严格等问题,实现内燃机的清洁、高效燃烧已成为现阶段内燃机行业的主要目标[1]。甲醇作为最简单的饱和一元醇,其燃烧性能良好,排放清洁,被研究人员认为是性能优良的汽车替代燃料;而稀薄燃烧技术可让混合气得到更加充分的燃烧,提高燃油经济性[2]。研究人员针对甲醇燃料和稀薄燃烧做了大量研究。

甲醇作为车用燃料采用柴油-甲醇复合燃烧(DMCC)时,可以减少CO、HC、NOx和炭烟的排放[3-4],当配合柴油氧化催化剂(DOC)和颗粒氧化催化剂(POC)使用时,微粒数量和质量浓度显著降低[5-6]。关于汽油-甲醇的复合喷射研究发现,进气道喷射甲醇-缸内直喷汽油和进气道喷射汽油-缸内直喷甲醇相比于纯汽油发动机,均能提高经济性、抑制爆震和降低颗粒物排放[7]。使用甲醇汽油混合燃料的缸内直喷发动机随着过量空气系数增加,缸内峰值压力和峰值温度降低,燃烧持续期增长,CO排放降低,NOx排放先增大后降低,颗粒物质量浓度和数量浓度都呈下降趋势[8]。使用纯甲醇的缸内直喷发动机在分层稀燃大负荷下经济性和排放性都比较好,小负荷工况下较差[9]。

可见,复合喷射系统能根据工况变化采用不同的喷油策略,通过进气道喷射和缸内直喷两种方式灵活调节双燃料的替代比,更容易实现稀薄燃烧,优化发动机性能。现有文献表明,对MPI+GDI复合喷射发动机在稀燃模式下的燃烧和排放性能研究较少。……

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