点燃式甲醇发动机掺烧lpg冷起动性能研究

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1、成都，2007年8月中国内燃机学会燃烧净化节能分会2007年学术年会论文集点燃式甲醇发动机掺烧LPG冷起动性能研究12,3131宫长明,王舒,邓宝清,于晓璐,刘巽俊(1.吉林大学汽车工程学院,长春130022；2.重庆汽车研究所,重庆400039；3.车辆排放与节能重庆市市级重点实验室,重庆400039)摘要:在一台125mL单缸电控喷射点燃式甲醇发动机上进行了掺烧LPG后冷起动瞬态工况着火特性的试验研究。基于循环控制研究了LPG掺烧量、甲醇和LPG的喷射时刻对甲醇发动机冷起动着火特性和HC排放的影响。试验结果表明：低温

2、起动时进气道内喷射适量LPG可使点燃式甲醇发动机可靠起动；LPG掺烧量对甲醇发动机冷起动着火特性有很重要的影响；合理控制LPG的喷射时刻可提高起动可靠性，降低HC排放。关键词：电控喷射；甲醇发动机；冷起动；着火特性；液化石油气为了缓解日益严重的大气污染问题，世界各国报道。作者根据甲醇燃料的特点，针对点燃式甲醇纷纷制定了越来越严的排放控制标准，从低排放、发动机在低温（16℃以下）时甲醇燃料的蒸发量不超低排放直至零排放。未来的车用发动机排放法规足，混合气[8]中愈来愈重视冷起动工况下的排放控制，如美国的浓度达不到着火界限，起

3、动困难，采用掺烧适量FTP-75测试循环从冷起动开始测试；欧Ⅲ、欧Ⅳ排LPG提高混合气浓度，以确保点燃式甲醇发动机可放测试中取消了发动机起动后怠速40s的暖机时间，靠起动。要求从初始温度-7℃起动并立即开始排放测试。冷1试验装置及测试系统起动工况对点燃式发动机整车工况法排放的CO和HC排放贡献量极为突出，约占整个测试过程的1.1试验用发动机主要参数[1]试验是在经过改造的重庆嘉陵JL125T-3风冷四50%-80%，因此车用发动机冷起动的排放控制是[2~6][2]行程汽油发动机上进行的，该发动机的主要技术参当前排放研究的

4、热点。Fulcher等通过试验分析了燃料的雾化、蒸发和混合对冷起动HC排放的影数为：缸径52.4mm，行程57.8mm，压缩比为10.55：响，指出了混合气循环控制可能是减少冷起动未燃1，排量为125mL，标定功率/转速为[7]-1，最大转矩/转速为9N·m/6000HC排放的最有效措施。Kevin等对点燃式汽油发6.5kW/7500r·min-1动机研究了燃料特性对首循环燃料供给量的影响，r·min，顶置式凸轮轴配气机构。得出了发动机在各种边界条件下稳定燃烧的最小循1.2测试系统环燃料供给量。本试验测试系统主要由气缸压

5、力测试系统、甲国内外对冷起动的研究，多侧重于汽油、LPG醇燃料喷射系统、LPG燃料喷射系统、废气采集系燃料，针对点燃式甲醇发动机的冷起动尚未见相关统几部分组成，图1为测试系统结构示意图。图1测试系统结构示意图国家自然科学基金资助（50576031）作者简介：宫长明(1964—)，男，副教授，博士.研究方向：发动机排放与控制。Email:gongcm@jlu.edu.cn成都，2007年8月中国内燃机学会燃烧净化节能分会2007年学术年会论文集气缸压力采用Kistler6125B型压电式传感器测燃料喷射系统，其喷射脉宽和喷

6、射时刻由自主开发量。采用日本小野的一套光电编码器系统产生上止的控制系统单独控制。LPG喷嘴安装在甲醇喷嘴和点信号和角度信号。气缸压力信号由多通道高速数发动机气缸盖之间。LPG只起辅助起动作用，其最据采集卡PLC-818HG采集,并传送给计算机。采用大喷射脉宽不超过单独使用LPG燃料时怠速工况FGA4015废气分析仪测量HC排放。稳定燃烧喷射脉宽（3ms）。甲醇和LPG分别采用两套独立的进气道电控图2是甲醇和LPG喷嘴的流量特性。0.1670.1460.125喷射量/ml0.1喷射量/ml40.0830.0620.0410

7、.020012345678020406080100喷射脉宽/ms喷射脉宽/ms(a)甲醇喷嘴（b）LPG喷嘴图2甲醇和LPG喷嘴的流量特性1.3测试方法本试验中通过程序控制，使起动电机拖动发动醇在第二循环压缩上止点前磁电机信号到来后喷机，从第2循环开始喷射甲醇和LPG，研究只喷射射，LPG的喷射时间相对于甲醇滞后20ms。从图中一次燃料的冷起动着火特性。磁电机信号在上止点可以看到，两种燃料的喷射量对发动机的着火性能前35ºCA,ECU利用磁电机信号作为控制甲醇和都有影响。相比而言，LPG的喷射量的影响更大一LPG喷射正时

8、的触发信号，以此作为基准调整喷射些，当LPG喷射脉宽低于2.5ms，即使加大甲醇的正时和点火正时。喷射量也不能改善着火性能。这是因为当环境温度和喷射条件一定时，甲醇的蒸发速度是一定的，所2试验结果及分析以在固定时间内能够进入气缸的甲醇的量也是一定2.1LPG掺烧量对甲醇发动机冷起动着火特性的的，这个时候一味地增大喷射