涡轮增压缸内直喷汽油机：喷油时刻对性能和排放的影响

"韩文艳等人在2013年的《同济大学学报(自然科学版)》第41卷第4期发表的文章中探讨了喷油开始时刻对缸内直喷汽油机性能的影响。通过数值模拟和实际台架试验，研究发现，在5000r/min的工作条件下，喷油开始于400°曲轴转角可以实现最佳的混合气雾化和均匀分布，从而提高燃油经济性和燃烧稳定性。此时，10%-90%的燃烧持续期最短，HC排放也最低。相反，2000r/min工况下，最佳喷油开始时刻应推迟30°曲轴转角。提前或推迟喷油会导致壁面油膜量变化、混合气当量比下降以及火花塞附近湍动能的变化，这些都会对燃烧速率、HC排放、燃油经济性和燃烧稳定性产生负面影响。关键词包括：喷油开始时刻、汽油缸内直喷、喷雾、燃烧和排放。" 文章详细分析了缸内直喷汽油机的工作原理和性能优化的关键因素，即喷油开始时刻。作者通过数值模拟方法，模拟了涡轮增压缸内直喷汽油机的缸内流动、混合气形成和燃烧过程。在5000r/min高转速工况下，他们发现喷油开始于400°曲轴转角能够显著提升混合气的雾化效果和混合均匀性。这种情况下，燃烧效率较高，HC排放较低，发动机的燃油经济性和燃烧稳定性达到最优。这得益于在点火时刻火花塞附近较高的湍动能，它促进了快速燃烧，缩短了10%-90%的燃烧持续期。 然而，对于2000r/min的低转速工况，研究显示最佳喷油开始时刻需要推迟30°曲轴转角。提前喷油会增加壁面油膜量，降低混合气的当量比，同时火花塞附近的湍动能降低，导致燃烧速率下降，进而影响HC排放、燃油经济性和燃烧稳定性。同样，推迟喷油也会因为混合气不充分导致燃烧不均匀，进一步恶化发动机性能。 喷油开始时刻对于缸内直喷汽油机的性能至关重要，需要根据不同的工作条件进行精确控制，以达到最佳的燃烧效率、排放水平和整体性能。这一研究对汽车制造商和工程师在设计和优化缸内直喷发动机时提供了理论依据和实践指导。