汽油直噴(GDI)發(fā)動(dòng)機(jī)沉積物特性的研究.pdf

1、汽油直噴（GDI）發(fā)動(dòng)機(jī)以低油耗、低排放和高功率等特點(diǎn)贏得了人們的強(qiáng)烈關(guān)注，成為當(dāng)今乘用汽車(chē)的主要?jiǎng)恿χ?。沉積物的存在給 GDI發(fā)動(dòng)機(jī)性能帶來(lái)很大的影響，嚴(yán)重時(shí)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。然而關(guān)于它的研究主要集中在噴油器沉積物，對(duì)進(jìn)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(dòng)機(jī)沉積物（尤其是進(jìn)氣系統(tǒng)和燃燒室沉積物）的特性開(kāi)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(chē)所搭載的目前較為先

2、進(jìn)的一款1.8TSI發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)該 GDI發(fā)動(dòng)機(jī)沉積物進(jìn)行采樣。對(duì)沉積物采樣之前，邁騰轎車(chē)已正常運(yùn)行96200公里。分別采集了發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)、進(jìn)氣歧管、進(jìn)氣歧管翻板、進(jìn)氣閥桿、進(jìn)氣閥、進(jìn)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(duì)樣品進(jìn)行了綜合分析。主要結(jié)論如下：
　　1.除節(jié)氣門(mén)外，沉積物由揮發(fā)分、碳質(zhì)和灰分組成，節(jié)氣門(mén)沉

3、積物不含碳質(zhì)，由揮發(fā)分和灰分組成。進(jìn)氣系統(tǒng)（進(jìn)氣閥除外）沉積物主要為揮發(fā)分，達(dá)到了沉積物總質(zhì)量的74％以上，灰分含量較少；而進(jìn)氣閥和活塞頂部沉積物揮發(fā)分和灰分含量均達(dá)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(duì)于活塞頂部沉積物。
　　2.沉積物中碳質(zhì)的初始氧化溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于相同條件下 Printex U碳的初始氧化溫度，這要?dú)w因于灰分在其氧化過(guò)程起到的催化作用，降低了反應(yīng)的活化能。這也是造成進(jìn)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(gòu)，絕大部分能夠溶于有機(jī)溶劑。節(jié)氣門(mén)沉積物HC組分幾乎能夠全部溶于有機(jī)組分，鏈狀氧化物為長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)、難溶于有機(jī)溶劑，而芳香型化合物則能部分溶解。進(jìn)氣閥桿沉積物中除部分HC溶于有機(jī)溶劑，其余組分均很難溶解，多為長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)或分子量較大；進(jìn)氣閥沉積物中HC含量極少，其揮發(fā)分很難溶于有機(jī)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。灰分中主要成分為無(wú)機(jī)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(duì)應(yīng)元素的含量差別比較明顯。但也有例外：進(jìn)氣閥和進(jìn)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(gòu)也相當(dāng)一致。
　　5. GDI發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)沉積物主要源于發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油，也受空氣中懸浮顆