喷射压力对甲醇缸内直喷发动机燃烧和排放特性影响的实验研究

任宪丰; 王金平; 牛凯丽; 尹晓军; 段浩; 胡二江; 曾科

西安交通大学学报 ›› 2025, Vol. 59 ›› Issue (6) : 11 -20.

任宪丰, 王金平, 牛凯丽, 尹晓军, 段浩, 胡二江, 曾科

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摘要

为准确揭示喷射参数对发动机性能的影响规律，基于单缸柴油机构建了甲醇缸内直喷发动机实验平台，利用台架实验系统研究了中等转速和中等负荷工况下，喷射压力对直喷甲醇发动机动力性、经济性、燃烧和排放特性的影响规律。结果表明：提升喷射压力对放热速率改善作用有限，对燃烧始点、燃烧重心、燃烧终点、火焰发展期和燃烧周期影响较小，但能显著降低缸内循环变动。喷射压力的提升可改善混合气均匀性与充气效率，增大发动机指示平均有效压力（IMEP）和缸内压力峰值(p_max)。当进气压力为0.065 MPa时，相比甲醇喷射压力为6 MPa和22 MPa时IMEP的循环变动和p_max的循环变动分别降低了42.7%和37.3%,IMEP增加了6.8%。此外，喷射压力对排放物影响复杂：随着喷射压力的提升，CO排放量近似线性下降，NO_x排放量大幅增加，碳氢化合物和甲醇排放量因进气压力而异，甲醛排放量则略有上升。研究明确了喷射压力对甲醇缸内直喷发动机的影响，可为实际发动机控制策略的开发和优化提供理论基础和数据指导。