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美国研究机构阐释低温压燃汽油发动机喷油原理

2017-03-12 11:36:37

综合外电报导，日前，美国橡树岭国家实验室（ORNL）运输研究中心的研究小组出版了1期综合性开放存取期刊文献，文献内容主要是利用于压燃式汽油发动机的各种燃油喷射策略。

过去几年中，研究人员1直在研究1项课题，即希望在压燃式发动机中使用低温燃烧（LTC）技术来减少氮氧化物和颗粒物排放，同时提升燃油经济性。

但是，测试结果表明，在不同工作环境下，柴油发动机采取LTC技术很难实现上述目标；相形之下，汽油却因其易挥发性和低化学反应活性的特点，给LTC技术的应用提供了更具吸引力的选择。

ORNL研究小组提出了在压燃式汽油发动机中应用LTC技术的方案。为了进1步阐释燃油分层对汽油发动机紧缩点火的影响，研究人员选择了3种具有代表性的燃油喷射操作策略：局部喷油、中度喷油和重度喷油。

研究小组采取燃油加注系统CFD仿真分析法，对发动机气缸内在循环闭阀期间做功的进程进行分析，以说明不同燃油分层之间的差异，从而与传统柴油发动机燃烧（CDC）进行比较。终究得出的结论以下：

由于较高的紧缩比和淡薄空气/燃料比，所有燃油喷射操作策略均获得了较高的热效力（GIE）（〜46%）。

权衡燃油分层和燃烧效力，理想状态为实现较高的燃烧效力。空气淡薄区域也会带来更低的燃烧温度。

在局部喷油和中度喷油策略下，由于减少了热传递损失，工作流体的热力学特性得以充分发挥，因此也获得了较高的热效力。

由于局部燃烧温度较高，因此燃油分层过度可能会比预混合操作策略带来更多的氮氧化物排放量。

在压燃式发动机中使用低温燃烧技术产生的烟灰及其它颗粒物微不足道，缘由是燃油喷射行动在燃料燃烧开始之前已停止。

为了尽量使发动机噪音降至最低值，优化燃料分层技术明显相当重要。

（作者：阮建）