汽油直噴(GDI)發(fā)動機沉積物特性的研究.pdf

1、汽油直噴（GDI）發(fā)動機以低油耗、低排放和高功率等特點贏得了人們的強烈關注，成為當今乘用汽車的主要動力之一。沉積物的存在給 GDI發(fā)動機性能帶來很大的影響，嚴重時影響發(fā)動機的正常運行。然而關于它的研究主要集中在噴油器沉積物，對進氣系統(tǒng)和燃燒室等處沉積物的研究很少。因此，很有必要就GDI發(fā)動機沉積物（尤其是進氣系統(tǒng)和燃燒室沉積物）的特性開展研究，為有效避免或減少沉積物的生成提供必要的理論依據(jù)。
　　本文基于邁騰轎車所搭載的目前較為先

2、進的一款1.8TSI發(fā)動機，對該 GDI發(fā)動機沉積物進行采樣。對沉積物采樣之前，邁騰轎車已正常運行96200公里。分別采集了發(fā)動機節(jié)氣門、進氣歧管、進氣歧管翻板、進氣閥桿、進氣閥、進氣閥座、活塞頂部和排氣口等處的沉積物，并用熱重分析（TGA）、傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜（FTIR）、掃描電鏡-能譜分析（SEM-EDS）和 X射線衍射（XRD）對樣品進行了綜合分析。主要結(jié)論如下：
　　1.除節(jié)氣門外，沉積物由揮發(fā)分、碳質(zhì)和灰分組成，節(jié)氣門沉

3、積物不含碳質(zhì)，由揮發(fā)分和灰分組成。進氣系統(tǒng)（進氣閥除外）沉積物主要為揮發(fā)分，達到了沉積物總質(zhì)量的74％以上，灰分含量較少；而進氣閥和活塞頂部沉積物揮發(fā)分和灰分含量均達到了沉積物總質(zhì)量的將近一半，碳質(zhì)含量很少，尤其是對于活塞頂部沉積物。
　　2.沉積物中碳質(zhì)的初始氧化溫度遠遠低于相同條件下 Printex U碳的初始氧化溫度，這要歸因于灰分在其氧化過程起到的催化作用，降低了反應的活化能。這也是造成進氣閥和活塞頂部沉積物碳質(zhì)含量較低的

4、主要原因。
　　3.揮發(fā)分主要由鏈狀HC及其氧化組分、芳香型化合物和高分子組分組成?；钊敳砍练e物中鏈狀 HC及其氧化組分、芳香型化合物均為短鏈或小分子結(jié)構，絕大部分能夠溶于有機溶劑。節(jié)氣門沉積物HC組分幾乎能夠全部溶于有機組分，鏈狀氧化物為長鏈結(jié)構、難溶于有機溶劑，而芳香型化合物則能部分溶解。進氣閥桿沉積物中除部分HC溶于有機溶劑，其余組分均很難溶解，多為長鏈結(jié)構或分子量較大；進氣閥沉積物中HC含量極少，其揮發(fā)分很難溶于有機組分

5、。
　　4.沉積物灰分中主要含有 C、O、Si、S、P、F、Cl等非金屬元素和 Mg、Al、Ca、Mn、Zn、K、Cu等金屬元素?；曳种兄饕煞譃闊o機鹽以及少量的金屬氧化物。不同位置沉積物灰分中的元素種類相差不大，但對應元素的含量差別比較明顯。但也有例外：進氣閥和進氣閥桿沉積物灰分中不管在元素種類及其含量上比較接近，其中的化合物種類和結(jié)構也相當一致。
　　5. GDI發(fā)動機進氣系統(tǒng)沉積物主要源于發(fā)動機潤滑油，也受空氣中懸浮顆