关于消除米勒循环增压汽油机早燃现象的研究

Keywords ：turbocharged gasoline engine ；pre-ignition ；tumble ratio ；turbulent kinetic energy
极具破坏性， 缸内最大爆发压力甚至可以超过 20 MPa， 发动机连杆、 活塞等零部件会受到严重损 坏 [2]。早燃发生时， 缸压偏离压缩线,不像普通爆震 那样可通 过 推 迟 点 火 角 来 避 免 [3]。关 于其发生机 理， 目前国内外尚无统一的定论， 但一般认为有4 方 面的原因[4ห้องสมุดไป่ตู้ 9]:沉积物（ 如积炭） 、 局部热点（ 如火花 塞电极和排气门过热等） 、 机油液滴/ 机 油 蒸 气 （ 机 油闪点温度降低引起的自燃） 和化学反应动力学相
汽 车 工 程
2017年 （ 第 39卷） 第 10期
Automotive Engineering
2017( V〇1.39)N〇 .10
doi ：10.19562/j.chinasae.qcgc.2017.10.004
关于消除米勒循环增压汽油机早燃现象的研究
叶 伊 苏 1 ,王 金 石 1 ,刘 鹏
1
,赵 明 祥 2 , 姚 克 甫 2 , 程梁柱 3
2 . 东风柳州汽车有限公司， 柳州 545000;
( 1 . 东风汽车公司技术中心， 武 汉 430058;
3 . 东风雷诺汽车有限公司技术中心， 武 汉 430051)
[摘 要 ]为 克 服 低 速 早 燃 现 象 ， 以提高汽油机低速转矩， 改善汽车的驾驶性和降低油耗， 首先对一款采用米勒 循环的增压汽油机低速早燃特性进行了参数敏感性试验分析， 结果发现 ， 降低冷却液和进气温度和加浓混合气 ， 能 在一定程度上抑制早燃， 但作用有限， 不能达到期望指标。接着采用光纤传感器监测燃烧过程 ， 发现早燃主要发生 在排气门附近， 而 CFD 缸内流场分析表明此区域湍动能较弱， 可能是早燃发生的主要原因。 据此 ， 通过改进缸盖进 气道和导气屏， 提升滚流比和湍动能， 有效抑制了早燃， 实现了期望目标。
1. Dongfeng Motor Corporation Technical Centre, Wuhan 430058 ； 2. Dongfeng Liuzhou Motor Corporation, Liuzhou 430051 545000 ； 3. Dongfeng Renault Motor Corporation, Wuhan
[
Abstract ]
For overcoming low-speed pre-ignition phenomenon to increase the low-speed torque of gasoline
engine, improve the driveability and reduce the fuel consumption of vehicle, firstly an experimental parameter sensi­ tivity analysis on the low-speed pre-ignition characteristics of a turbocharged gasoline engine with Miller cycle is con­ ducted , and the results show that though lowering the temperatures of intake gas and coolant and using rich mixture can suppress pre-ignition to a certain degree, the effects are limited and so can not achieve desired indicators. Then monitoring combustion process by using optical fibre sensor finds that pre-ignition mainly occurs at the vicinity of ex­ haust valve , and the CFD analysis on in-cylinder flow reveals that the weak turbulent kinetic energy in that area is probably the main cause of preignition. On this basis, through the modification of gas guiding mask and intake port in cylinder head to increase the tumble ratio and turbulent kinetic energy, pre-ignition is effectively suppressed and the desired target is achieved.
刖言
随着车辆对驾驶性要求的提升,采用低速化节 油措 施 、 追求低速大转矩是汽油机技术发展的重要 趋 势 。但增压汽油机早燃现象（ GDI/ P F I 均存在） 已 成为汽油机开发初期不得不面对的难题。早燃一般 发生在低速大转矩区域[1]， 由早燃引发的超级爆震
原稿收到日期为 2016 年 7 月 1 9 日， 修改稿收到日期为 2016 年 8 月 1 8 日 通信作者 ： 叶伊苏， 硕士研究生， 高级工程师， E-mail: yeys@ dfmc.com.cn。
关键词 ： 增压汽油机 ;早 燃 ;滚流 比 ； 湍动能
A Study on the Elimination of Pre-ignition Phenomenon in a Turbocharged Gasoline Engine with Miller Cycle
Ye Yisu1， Wang Jinshi1， Liu Peng， Zhao Mingxiang2， Yao Kefu2 & Cheng Liangzhu3