(接上期)

3.4.电控高压旋流式喷油器

GDI直喷式汽油机的控制策略对喷射油束的基本要求可归纳为：

① 可控制的扩散度；

② 抑制贯穿度；

③ 良好的雾化。

为了在所采用的相对较低的喷油压力(5MPa)下能获得满足上述要求的喷射油束，选择了一种旋流式喷油器(图74)，它通过位于喷孔上游的旋流孔板为油束提供旋转动量。对图75 所示的3种旋流孔板进行的试验证实，当旋流强度(即燃油的动量，与燃油在旋流孔中的流速和旋流半径的乘积成正比)调整到相同时，这3种旋流孔板可得到相似的燃油喷束特性。根据生产的可行性，选择了切向旋流孔板。

旋流式喷油器产生的喷射油束大体上是空心圆锥体油束，其外表面形成了极佳的雾化，油滴直径小于15μm，被反向滚流携带向火花塞周围，而大于30μm的大油滴存在于油束的中心，在油束撞击活塞顶凹坑壁面时聚集在凹坑中，并没有向火花塞扩散，而是在活塞顶高温壁面上在短时间内被蒸发后再随反向滚流向火花塞附近运动(参见第10期图67)。

同时，由于油束与空气之间的相互作用，一方面在空心圆锥体中心产生了强烈的空气扰动，另一方面油束的旋流运动诱发了油束周围空气的旋转运动，它们促使周围空气和EGR废气掺入到油束中去(图76，图中小白点是用示踪微粒显示出的空气运动轨迹)。从图中可以清晰地看到，在喷油的后期和喷油终了前，在油束上部产生的大幅度漩涡加剧了空气和EGR废气掺入到油束中去。燃油与空气的混合有助于抑制碳烟的形成，而燃油与EGR废气的混合有助于降低局部火焰的温度，从而获得较低的NOX排放。

此外，由于油束受到周围空气的阻力，其贯穿速度随着距离而衰减，但是周围空气的阻力对于油束的旋转运动的影响并不明显，因为周围空气与油滴一起旋转，因而旋转速度大体上保持不变。在保持油束旋转运动动量的同时，贯穿度却被抑制是旋流式喷油器固有的特性，因此这种喷油器特别适合于满足直喷式汽油机对燃油喷束的基本要求。在以早喷油模式运行时，燃油在进气行程期间喷入汽缸，环境压力近似等于或略低于大气压，而以晚喷油模式运行时，燃油在压缩行程后期喷入已被压缩到0.3～1MPa压力的空气中，作用在油滴上的阻力随着周围空气密度的增加而增大。图77示出了环境压力对油束的影响。在环境压力较低时，油束具有扩散较大的空心锥体结构。而在环境压力较高时，较高的阻力使得油束变成了扩散较小的实心锥体且贯穿度被抑制，正好满足了为早喷油均质混合汽模式获得广泛扩散的油束，而为晚喷油分层混合汽模式获得紧凑形状的油束的目标要求。

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