汽油直喷发动机的开发

汽油直喷发动机的开发

以往的研究表明，汽油直喷压燃式发动机（GDCI）在合理转速负荷范围使用RON91汽油具有较高燃料效率、低NOx和PM排放的优点。本文基于大量的仿真模拟及单缸发动机试验设计制造了一台4缸1.8L汽油直喷发动机。该汽油发动机采用了一项新的低温燃烧技术，为新型压燃式发动机。该发动机具有顶部燃烧室、中央喷射器，气体压缩比为15∶1。为与之进行匹配还研发了一个新的活塞与喷射系统。燃油喷射、气门和提升系统性能是该发动机研发的关键技术。

发动机测功器分别对空负荷、部分负荷和满负荷工况进行试验测试。空载和低负荷工况下的热燃烧NOx和PM排放低于各自的目标值。此发动机的指示平均有效压力（IMEP）的变异系数小于3%，涡轮增压器的进排气温度大于250℃。在中高负荷情况下，由于采用废气再循环技术使得NOx、PM排放物及排放噪声均低于目标值。在满负荷工况下，45%排放废气可以再循环使用。在所有的负荷条件下，都是通过喷射量和定时系统进行混合比例和燃烧位置的控制。

对发动机系统进行了瞬态模拟，用以开发EGR控制策略和进气温度控制策略。研究表明，发动机瞬态仿真对控制实际高负荷率工况下的发动机具有显著的参考价值。进气加热策略同时进行冷起动工况的模拟研究表明，为提升发动机在全工况下的性能需要开发更为先进的发动机控制系统。

Mark Sellnau et al.SAE 2014-01-1300.

编译：张玉伦