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改裝GDI汽油引擎於二階段噴射不同噴油條件下之性能之探討

為了解決汽門 漏 氣 積 碳的問題，作者陳明鏵 這樣論述：

本研究以一具500c.c.汽油引擎改裝成GDI引擎做為試驗載具，除了原始所搭載使用之供油系統外，並加載一套高壓共軌噴射系統，將燃油噴射壓力提升至100 Bar。實驗中引擎操作在當量比Φ=1之情況下；分別設定在不同轉速(3000、4000、5000rpm)，並以節氣門開度(TPS%)為依據，控制引擎的負載狀況(TPS35%、45%、55%)，使燃油做兩階段的噴射，分析雙噴前後不同噴射比例(F1:F2=4：6、5：5、6：4)下的影響，進而探討與單一次噴射下引擎性能表現及排氣污染情形。由於先期研究因火星塞裝置位置及噴油正時過晚之原因，導致燃燒結果不論是性能及污染放都不甚理想；所以本研究將改善以上

兩項因素，首先加工一側邊噴油且火星塞置中之缸頭；並且燃料噴霧以Air-Guided模式噴向進氣流束中；並將噴油正時提前至進氣行程，藉此改善燃燒品質。實驗第一部分發現兩階段噴射的模式下，隨著第一道噴射比例的增加，使引擎在點火前有較均質之油氣，並隨第二道噴射後，汽缸內達到分層燃燒之空燃比分佈，使燃燒更完全，整體扭力及污染排放隨之改善，尤其正時於進氣上死點後1st=70°CA、2nd=170°CA有最佳結果。本研究最後以兩階段噴射較佳的噴射比例，與單一次噴射且噴射正時固定於進氣上死點前10°CA做為仿傳統歧管噴射引擎(Port Fuel Injection)模式間做一系列比較，結果發現因兩階段噴射在

進氣行程只將部分燃油噴入汽缸，燃油的蒸發使容積效率較單一次噴射約上升1%~3%；在扭力輸出方面，兩階段噴射扭力都略低於單一噴射，CO的排放量較單一次噴射略低，且在4000rpm時因進氣流速加快而排放量為最低之趨勢，HC的排放量也因為無汽門重疊之問題造成油氣洩漏而減少了36%~80%，NOx的排放則受瞬間燃燒溫度的影響較單一次噴射下降了約9~29%。再比較兩階段噴射及側點火之數據，可發現兩階段噴射所有數據均大幅改善；尤其扭力輸出約提升31%~185%， HC則下降約45%~93%，BSFC也下降17%~35%。