高品质PFI喷射系统的研究

高品质PFI喷射系统的研究

随着排放法规的日益严格，进气道燃油喷射（PFI）汽油机已经完全取代化油器发动机。在PFI发动机工作过程中，将燃油喷入发动机进气歧管中，并与进气歧管中吸入的新鲜空气混合，形成可燃混合气之后再被吸入燃烧室中，进而形成均匀的可燃混合气，使得PFI发动机具有较低的排放、较高的燃油经济性。但是，PFI发动机同样存在着冷起动困难、怠速不稳和加速性差等问题。相关研究表明，上述问题多是由PFI发动机本身结构引起的，其结构容易在进气系统形成沉积物。德国博世公司已经证明，通过对传统PFI系统进行改进，可以减少进气系统中沉积物的形成，并能在特定条件下对沉积物进行清除。介绍了改进后的高品质PFI喷射系统。

德国博世公司针对PFI系统的工作过程，修改了PFI系统的燃油喷射压力和喷射策略。①在燃油喷射压力方面，将燃油喷射压力升高至0.6MPa，同时减小喷射器的喷射直径，降低喷射液滴的尺寸。该过程使汽油蒸发比例增加，减少了进气歧管壁上汽油的冷凝。②在喷射策略方面，采用两个喷射器的双喷射策略，根据进气歧管形状调整两个喷射器的喷雾锥角和喷射量，使所形成的燃油喷雾几何形状达到最优。同时，在发动机上装配涡轮增压器，从而使发动机小型化、降低泵气损失和热量损失。安装涡轮增压器后，发动机进气量增加、进气系统压力升高，有利于清除进气系统内的沉积物。

在一辆排量为1.4L的汽车上采用博世公司所设计的高品质PFI喷射系统，对其进行燃油经济性及排放测试，该车配备一台88kW的涡轮增压器。试验首先采用提高燃油喷射压力并改善喷射策略，关闭涡轮增压器后进行测试；之后开启涡轮增压器进行重复测试。测试结果表明：①与传统PFI喷射系统相比，高品质PFI喷射系统提高了燃油喷射压力并改善喷射策略，使发动机的燃油消耗减少2%，打开涡轮增压器后发动机的燃油消耗减少12%；②由于高品质PFI喷射系统形成的可燃混合气更均匀，且进气系统沉积物大幅减少，因此使得HC的排放减少20%。

AndreasPosseltetal.SAE

2015-36-0392.

编译：李臣