燃油喷射方式对汽油机排放和经济性的影响

燃油喷射方式对汽油机排放和经济性的影响

汽油机排放法规变的越来越严格，各种降低排放的解决方案正在进行研究和开发，如缸内直喷（DI）策略、进气道喷射（PFI）和DI结合的双喷射策略、多次喷射策略以及各种不同的进气装置。开发的这些策略和装置主要用来产生剧烈的缸内气流运动，由此改善缸内混合过程，最终提高汽油机热效率和改善汽油机燃油经济性，同时降低排放。通过试验对开发出的多种策略进行分析，以确定出最佳的燃油喷射方式。

试验采用一台德国马勒公司生产的3缸涡轮增压1.2L缸内直喷火花点火汽油机，并采用相应的电子控制单元对其进行控制。试验设定2种燃油喷射方式，分别是DI单次喷射策略以及70% PFI喷射和30%DI喷射组合的两次双喷射策略（延迟DI喷射）。试验将PFI喷油器的喷射压力设定为0.5MPa、DI喷油器的喷射压力设定为20MPa、进气压力设定为0.7MPa。对于每种燃油喷射方式，采用瞬态电机测功机测量汽油机扭矩，并对汽油机负荷进行调整。采用热电偶和铂电阻温度计测量燃油、润滑油、冷却液以及进气系统和排气系统的温度。采用安装在气缸盖上的压电式传感器进行缸内压力测量。采用科氏力质量流量计和空气质量流量计分别测量汽油机燃油消耗和进气质量。采用多组分气体分析仪和烟度计分别测量汽油机排放中NOx和颗粒物的含量。对比不同燃油喷射方式下的试验数据发现，与DI单次喷射策略相比，在相同负荷下采用两次双喷射策略能够减少9%的汽油机燃油消耗，且颗粒物排放出现明显下降，HC排放略有下降，但CO排放出现增加。

Reza Golzari et al. SAE 2016-01-2174.

编译：陈丁跃