高增压涡轮直喷汽油机扫气时的非正常燃烧特性研究

高增压涡轮直喷汽油机扫气时的非正常燃烧特性研究

涡轮增压直喷（TGDI）汽油机能够在低转速时输出高扭矩，因此可以减小汽油机尺寸。但是，由于低速扭矩值受到涡轮压气机喘振线的限制，因此可采用可变气门正时（VVT）技术，应用扫气来提高低速扭矩值，因为扫气可以提高进气量。对于均质混合气的高增压涡轮直喷汽油机在转速低于2500r/min、且平均有效压力高于1.5MPa时常会出现早燃现象。早燃会导致缸内压力急剧升高，因此其被视为不正常燃烧。研究了排量为1.5L的涡轮高增压直喷汽油机扫气时的燃烧特性。

通过试验研究，得到以下结论：①对于所测试的发动机，低速早燃现象主要是发生在扫气时期；②扫气流中的燃油微粒会在入口处形成大量碳氢沉积，这些沉积脱落后会造成低速早燃；③主要有两种情况会导致低速早燃：燃油颗粒进入气缸后贴附在高温的气缸表面上，这将首先导致低速早燃；燃烧室顶部或者是入口处的积碳在低速早燃所导致的高压振动下脱落导致低速早燃，直到脱落的积碳燃烧完全后低速早燃才会结束；④增加混合气浓度可以降低由于低速早燃所导致的气缸强烈振动，这是因为混合气浓度与最大火焰传播速度有关，增加混合气浓度可以提高火焰传播速度，这时由于低速早燃所导致的压力波动可以忽略不计，然而，低速早燃对所有发动机来说都是不正常燃烧；⑤考虑到由于低速早燃导致的不正常现象，通过增加混合气浓度来缓解压力波动只能被认为是一种暂替手段，在平稳后仍将采用化学计量混合气。

HoTengetal.SAE2017-01-1721.

编译：陈若龙