缸内直喷天然气发动机的开发

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1、学兔兔www.xuetutu.com·设计·计算·研究·缸内直喷天然气发动机的开发★邹博文李静波李开国葛晓成(中国汽车工程研究院一国家燃气汽车工程技术研究中心)【摘要】以一台四缸进气道多点顺序喷射式汽油机为原型，开发了缸内直喷天然气发动机，并进行了不同燃烧室设计方案的仿真对比、电控系统和燃料供给系统的设计开发。对缸内直喷天然气发动机、原汽油机和天然气进气道喷射发动机进行了台架试验对比。结果表明．缸内直喷天然气发动机在中低转速时与原汽油机动力性相同，总功率和最大扭矩仅分别下降了3．8％和2．3％；缸内

2、直喷天然气发动机较天然气进气道喷射发动机总功率和最大扭矩分别提高了7．7％和5．2％。主题词：天然气发动机缸内直接喷射开发中图分类号：U464．174文献标识码：A文章编号：1000—3703(2011)05—0001—04DevelopmentofDirectInjectionNaturalGasEngineZouBowen，LiJingbo，LiKaiguo，GeXiaocheng(ChinaAutomotiveEngineeringResearchInstitute-NationalNGVEn

3、gineeringResearchCenter)【Abstract]Basedona4-cylindermultiple-pointsequentialport-injection(PFI)gasolineengine，anaturalgasdirect-injection(NG-DI)enginewasdeveloped．Thecomparisonofdifferentdesignsforcombustionchamberwasstudiedbysimulation，theelectronicco

4、ntrolsystemandfuelsupplysystemwerealsodesignedanddeveloped．BenchtestwascarriedouttocompareperformanceofNG-DIengine，basegasolineengineandnaturalgasport-injectionengine．ThetestresultsshowthatthepowerandtorqueofNG-DIengineisveryclosetogasolinePFIatlow&med

5、iumenginespeed．andthemaximumpowerandtorquewerereducedonlyby3．8％and2-3％respectively．ComparedwithnaturMgasPFIengine．themaximumpowerandtorqueofNG-DIenginewereincreasedby7．7％and5．2％respectively．Keywords：Naturalgasengine，Directinjection，Development1前言2技术路线选

6、取与传统缸外预混合方式相比．燃气缸内直喷优Westport公司HPDI的技术方案为：采用两套势在于：能显著减小或消除气体燃料所导致的充量高压共轨系统，在压缩冲程后期，通过喷人适量柴油效率损失；避免扫气时的燃料损失；有利于抑制爆形成火核，引燃随后喷射的高压天然气(喷射压力约震，可采用较高压缩比；能通过燃料喷射正时、空燃24MPa)。整个燃烧过程类似柴油机扩散燃烧，其优比和点火提前角等参数的协同优化匹配，强化燃烧点为：发动机压缩比维持原柴油机状态，热效率高，过程控制。因而燃料经济性好，且动力性与原机相当

7、。天然气缸内直喷技术是目前的研究前沿和热本文没有采用HPDI技术，原因主要有三：其一点，但真正产品化开发也仅加拿大Westport公司根．HPDI技术需要柴油和天然气两套高压共轨系据BritishColumbia大学的柴油微引燃天然气高压统，成本很高，零部件可靠性也要求很高，难于产业缸内直喷(HPDI)Ⅲ技术开发出样机并示范应用。国化推广应用；其二，国内柴油油品不佳，微量柴油喷内虽有研究l2卅。但均限于在单缸机上的燃烧理论和射极易造成喷嘴积碳和过热，影响可靠性；其三，试验分析，并未进行完整的产品化设

8、计开发。本文HPDI技术几乎全部被Westport公司所垄断，知识在一台四缸进气道多点顺序喷射式汽油机上，采用产权突破困难。因此，本文采用低压喷射、火花点火低压喷射、火花点火和均质当量比燃烧的方案成功的技术路线。此外。基础样机为自然吸气式，若采用开发了国内首款天然气缸内直喷多缸发动机。稀薄燃烧，整机动力性下降将十分显著，无法实际应基金项目：国家“863计划”项目(编号：2008AA11A135)2011年第5期学兔兔www.xuetutu.com·设计·计算·研究·用