喷水对汽油发动机工作过程的影响

孙 豫, 滕 勤, 汪志义, 庄 远, 迟 昊

(1.合肥工业大学 汽车与交通工程学院,安徽 合肥 230009; 2.安徽全柴动力股份有限公司,安徽 全椒 239500)

近年来,化石燃料的枯竭以及对污染物和二氧化碳排放的日益关注,促使汽车行业通过研发发动机新技术来寻求解决方案。随着小型涡轮增压发动机的出现,发动机的工作范围将会转移到更高的负荷工况,这种情况下更容易发生爆震等异常燃烧现象。火花点火发动机爆震是影响发动机动力性能和热效率的一种常见异常燃烧现象,会产生高频压力震荡,造成较大的声响,甚至损伤发动机。因此,必须有效控制发动机在运行过程中的增压压力和缸内压缩比,但此举会进一步限制发动机的功率密度。目前的应对策略是通过延迟点火提前角和加浓混合气来抑制爆震,但会造成热效率的降低和油耗量的增加,这与目前的环保理念和现行政策相违背。而为了抑制爆震和提高发动机的热效率,发动机喷水技术再次受到了关注。

缸内喷水被认为是提高燃油发动机热效率的关键技术之一,近年来已成为一个颇具吸引力的研究领域。喷水可以实现更高的压缩比、最佳的火花正时,并能调节高负荷工况下燃料浓度分布情况,使火花塞处可燃混合气更加易于点燃。首先,喷水可以降低高负荷下的燃烧速率和爆震风险,从而实现更高的压缩比,最高可达14甚至更高;其次,即使在高负载下也能保持最佳的火花推进,从而消除爆震限制的火花推进约束。……