内燃机工程

作者：赵廷钰,夏淳,方俊华,黄震

单位：上海交通大学 动力机械与工程教育部重点实验室,上海 200240,上海交通大学 动力机械与工程教育部重点实验室,上海 200240,上海交通大学 动力机械与工程教育部重点实验室,上海 200240,上海交通大学 动力机械与工程教育部重点实验室,上海 200240

关键词：火花辅助压燃,双燃料发动机,聚甲氧基二甲醚,汽油,燃烧,排放,

基金：国家自然科学基金项目（51861135303）；上海汽车工业科技发展基金项目（1509）

对一台4缸缸内直喷汽油机的进气歧管和活塞进行改造，搭建了聚甲氧基二甲醚（polyoxymethylene dimethyl ethers， PODE）/汽油双燃料火花辅助压燃（spark assisted compression ignition， SACI）发动机试验平台，以PODE和汽油分别作为直喷和进气道燃料，系统地研究了直喷策略、进气温度和点火正时对双燃料发动机燃烧和排放特性的影响规律。结果表明：在转速为1 600 r/min、负荷为0.4 MPa时，不同直喷正时的试验工况下，双燃料SACI燃烧存在3种不同的燃烧模式。随着直喷正时的提前发动机燃烧趋向于均质压燃，但过于靠前的直喷正时会使得发动机起燃变得困难，不完全燃烧比例增加。在稳定燃烧的前提下发动机在接近均质压燃的燃烧模式下可以获得更高的热效率，同时实现极低的NOx和颗粒物排放。提高进气温度能够显著降低不完全燃烧比例并促进燃料起燃，使得发动机能在更早的直喷正时稳定运行，同时抑制了总碳氢（total hydrogen carbon， THC）和CO排放，但对低温燃烧模式下的NOx排放影响较小。进气温度80 ℃下的最佳热效率相比40 ℃下提高了11.3%，对应的直喷正时提前了30°。提前点火能够促进燃烧的完全进行从而提高热效率，并有效降低THC和CO排放。在较短的喷油—点火间隔下，点火正时的变化能够改变燃烧进程从而实现对燃烧相位的控制。随着直喷正时的提前，点火正时对燃烧的影响减弱。基于合适的进气温度和点火正时，发动机使用汽油/PODE双燃料可以在接近均质压燃的燃烧模式下实现高效清洁的燃烧。

来源：2022年第6期

《内燃机工程》期刊编辑部

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