张凡,郑尊清,陈鹏,等.内部废气再循环对低负荷火花辅助汽油压燃影响试验研究[J].内燃机工程,2023,44(5):41-49.
内部废气再循环对低负荷火花辅助汽油压燃影响试验研究
Experimental Study of the Effects of Internal Exhaust Gas Recirculation on the Spark-Assisted Gasoline Compression Ignition （SAGCI） Under Low-Load Working Conditions
DOI：10.13949/j.cnki.nrjgc.2023.05.006
关键词:火花辅助汽油压燃  内部废气再循环  低负荷  热效率  排放
Key Words:spark-assisted compression ignition  internal exhaust gas recirculation（iEGR）  low load  heat efficiency  emission
基金项目:国家自然科学基金项目（51976134）
作者单位E-mail
张凡* 天津大学 内燃机燃烧学国家重点实验室 2020135266@qq.com 
郑尊清* 天津大学 内燃机燃烧学国家重点实验室 zhengzunqing@tju.edu.cn 
陈鹏 天津大学 内燃机燃烧学国家重点实验室 chen_peng@tju.edu.cn 
王梦凯 天津大学 内燃机燃烧学国家重点实验室 1554528287@qq.com 
王浒 天津大学 内燃机燃烧学国家重点实验室 wang_hu@tju.edu.cn 
尧命发 天津大学 内燃机燃烧学国家重点实验室 y_mingfa@tju.edu.cn 
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摘要:在一台装有电液可变气门的单缸发动机上研究了内部废气再循环（internal exhaust gas recirculation， iEGR）对火花辅助汽油压燃（spark-assisted gasoline compression ignition， SAGCI）的影响，并对SAGCI+iEGR、SAGCI（无iEGR）、汽油压燃（gasoline compression ignition， GCI）结合iEGR（GCI+iEGR）3种策略进行了对比。结果表明，随着iEGR率的升高，SAGCI策略自燃燃烧速度加快，稳定燃烧的喷油和点火区域变宽，CO和碳氢化合物总量（total hydrocarbon， THC）排放得到有效改善，但传热损失增加，热效率降低。比较SAGCI+iEGR、SAGCI、GCI+iEGR策略发现，三者均能将低负荷稳定燃烧的界限拓展至循环喷油量15 mg（0.15 MPa 平均指示压力），其中SAGCI+iEGR策略能降低进气条件的限制，同时避免高iEGR率的后燃现象，在循环喷油量15 mg的负荷下有最高38.5%的指示热效率，并且排放效果能有效改善。为达到最高热效率，在SAGCI+iEGR策略需要设置iEGR率为29%。
Abstract:The effects of internal exhaust gas recirculation（iEGR） on spark-assisted gasoline compression ignition （SAGCI） were studied on a single-cylinder engine equipped with electro-hydraulic variable valves. It was compared with the strategies of simple SAGCI （without iEGR）， and gasoline compression ignition（GCI） combined with iEGR（GCI+iEGR）. The results show that the autoignition combustion rate of SAGCI is accelerated with the increase of the iEGR rate， and the range of injection and ignition are widened. The CO and total hydrocarbon（THC） emissions are effectively improved， but the heat transfer loss is increased and the thermal efficiency is reduced. Comparing the three strategies of SAGCI+iEGR， SAGCI and GCI+iEGR， it is found that all these strategies can extend the limit of load to 15 mg per cycle（0.15 MPa indicate mean effective pressure）. The restriction of intake conditions can be reduced and the post-ignition phenomenon of high iEGR rate can be avoided when the strategy of SAGCi+iEGR is used. To achieve the highest indicated thermal efficiency of 38.5%， the iEGR rate needs to be set to 29%.
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