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第 1 期(总第 131 期) 车用发动机 ( )

2001 年 2 月 VEHICLEENGINE
·性能研究·
电控多点喷射汽油机燃油雾化和蒸发特性研究
孟铭, 倪计民
(同济大学, 上海 200092)
摘要: 通过数学模型,对多点电喷汽油机喷油过程中燃油的分布、燃油雾化和蒸发特性及其影响因素进行了研
究,从而为电喷汽油机在动态工况下缸内混合气的过量空气系数( at ) 的精确控制提供了设计依据。
关键词: 汽油机; 燃油分布; 蒸发和雾化; 油滴和油膜; 动态
中图分类号: 文献标识码: B 文章编号: 1001-2222 (2001) 01-0001-04
电喷汽油机混合气的形成和燃烧对其动力性、时间的变化而变化。首先,在稳态工况下,由于每循
经济性和排放性能有显著的影响。而混合气的形成环的供气量相同,所以,即使由于 ECU的控制策略
和过量空气系数的控制涉及到空气的流动特性、电而导致本循环的供油量与供气量不相对应[4] ,也不
控系统的控制策略和喷油后燃油的分布、雾化和蒸影响缸内的过量空气系数;而在动态工况时,本次循
发过程[1,2] 。本文重点阐述的燃油分布、雾化和蒸环的喷油量是根据本循环前的某循环空气量来确定
发整个变化过程的研究,将有助于精确确定缸内混的,即两者存在时间滞后,因此,供油量与供气量的
合气,改善汽油机的瞬态特性,同时也为进气系统的关系为:
优化设计提供了依据。 m Fi ( t) = k × mair ( t - Δt) , ⋯⋯⋯⋯(2)
式中 m ———空气流量
1 燃油喷雾: air ;
k ———按理想过量空气系数确定的常
1. 1 燃油的分布数。
图 1 为多点喷射系统燃油分布模型[3] 。这种模
因此,在动态工况下,燃油的分布模型可由参数
型假设空气流过进气系统时是等熵和准稳态的,并
X ,τ和Δt 来表征。X 为从喷油器中喷出的燃油进
将混合气视为理想气体。设从喷油器喷出的燃油量
入油膜的部分,τ是油膜蒸发时间常数,若能求得所
为 m Fi ,当喷油器开始喷油后,直接随着空气进入气
蒸发的油膜的质量 Mf , 则 Mf /τ就是油膜的蒸发速
缸的燃油量为 m (1 - X) ,进入气道壁面和进气门
Fi 率;Δt 为时间滞后常数。实际上,在这个模型中,稳
而形成油膜的燃油量为 Xm 。在油膜中,一部分燃
Fi 态工况可作为动态工况中时间滞后常数为 0 的一个
油(包括本次循环进入和前面循环进入的燃油) 蒸特例。
发,并随空气流进入气缸,其蒸发量为 m Fe ,另外还
有一部分燃油以油膜 m FL 的形式流进气缸。实际进
入气缸的油量由直接进入部分、油膜蒸发部分和油
膜流动部分所组成,即:
m F = (1 - X) m Fi + m Fe + m FL 。⋯⋯(1)
在稳态工况下,进入壁面的燃油比例,即 X 的
数值比较小,油膜也比较稳定,不随时间的变化而改
1 —直接进入气缸的燃油;
变;也就是说,每循环从喷油器喷出的燃油与最终进
2 —进入壁面的燃油