直喷汽油机排气门二次开启对回流废气分层和燃烧特性的影响

以某款1.4L滚流气道汽油机为研究对象,应用三维计算软件AVL Fire对进气行程排气门二次开启不同控制参数产生的回流废气缸内分层分布效果和燃烧性能改善进行了研究,同时通过光学测量实验验证了该废气分层方案的规律性。计算结果表明:进气行程排气门二次开启时刻较早时,回流废气基本形成均质分布状态,而回流废气在进气大涡滚流形成以后进入能够形成与新鲜空气明显的分层分布效果;较长的排气门二次开启持续期可以增大废气回流量,同时还能减弱滚流强度,有利于促使回流废气较早进入气缸而不产生过旋转废气;较高升程的回流废气不利于应用新鲜充量进气流的推动作用,而易产生向燃烧室中心的扩散;回流废气能够在废气分层分布和热效果两方面降低EGR对燃烧的不利影响,在暂不考虑可能发生爆震的前提下,排气门二次开启持续期在进气上止点后70~180°CA ATDC、最大升程5mm、EGR温度850K工况要比EGR温度298K的分层冷EGR工况以及与分层冷EGR工况相同空气质量的均质EGR工况缸压峰值分别高出51.4%和79.8%,放热率峰值分别高出91.4%和147%。