都说“国六”难度大究竟难在哪？一文解答！(2)

　　3.排气侧气缸缸壁油膜。在某些工况下开阀喷射，燃油喷雾和空气气流混合不充分，部分液态燃油颗粒被进气气流带到排气侧的气缸缸壁积聚，形成液态油膜，后续不完全燃烧，形成颗粒排放物。

　　当PFI发动机中燃油被喷入发动机进气道时，同进气道中的空气充分混合，随后混合气被吸入气缸中参与后续的燃烧过程。中小负荷下，较少的喷油量被喷入进气道，在进气道内有足够的时间进行蒸发，能够和空气充分混合，进气过程中较易形成混合充分均匀的混合气，在后续燃烧中充分燃烧，产生的PN排放水平较低。这是PFI发动机在中小负荷条件下PN排放通常优于GDI发动机的主要原因。但当处于大负荷区域时，随着喷油量的增加，燃油在进气门附近形成越来越多的液态油膜，被带入气缸内造成较高的PN排放。此时，如何优化喷油器喷雾形状，促进燃油喷雾和进气道空气充分混合，就变得十分重要。

　　在大负荷工况下，还可以通过对喷油器喷油时刻的优化降低PN排放。通常PFI发动机的喷油时刻被控制在进气阀打开之前，燃油在进气道被喷射并和空气混合，即所谓的闭阀喷射（CVI）。在大负荷工况下，可以尝试开阀喷射的喷射策略（OVI），即当进气阀打开开始进气过程时，燃油同时喷入气缸内。这样，可以利用燃油喷雾和进气气流运动的配合达到混合气良好混合的目的，以降低PN排放。

　　PFI发动机的PN排放很大一部分来自于起动和暖机过程，此过程中发动机进气道壁面温度较低，喷油器喷雾雾化条件较差，在冷的进气阀附近壁面产生较多的液态油膜积聚，成为大量颗粒排放物的来源。此时，控制VVT产生较大的气门重叠角，由于压差的作用产生内部EGR（废气再循环）效应，反流的EGR气体会冲刷进气阀上的液体油膜，使之蒸发和进气充量再次混合，达到减少油膜促进混合气混合的目的，最终降低PN排放。需要注意的是，加大气门重叠角和内部EGR，往往会造成燃烧的恶化，燃烧稳定性降低。所以，采取此措施需要同时评估对燃烧稳定性的影响，找到VVT控制的优化点，有效降低PN排放，同时也保证对燃烧的负面影响较小。

　　提高系统喷油压力，可以降低起动和暖机时的PN排放。其机理是，提高系统喷油压力，可以降低喷油喷雾油滴SMD，促进混合气的均匀混合过程，从而改善起动和暖机过程中的PN排放。由于生产和测试条件的限制以及燃油系统耐压能力的限制，系统压力只能提高到一定限度，对排放的改善有限。另外，该措施对PN排放的改善程度因不同PFI发动机而异。

　　研究发现，PFI发动机采用大滚流比的进气道设计，能够强化进气气流运动，增强燃油和进气充量的均匀充分混合，减少缸内液态油膜的产生，从而降低PN排放。需要指出的是，对于自然吸气的PFI发动机，进气道采用大滚流比设计，可能降低全负荷工况下的进气效率，影响到最大扭矩的发挥，需要对两个影响因素进行综合考虑。对于增压PFI发动机，由于增压系统的帮助，对最大扭矩往往影响较小。

　　和GDI发动机类似，对于降低PN排放的后处理技术，PFI发动机也可以应用GPF技术。GPF可以有效捕捉发动机排气中的颗粒物，从而降低PN排放。

　　GDI发动机PN排放的来源：GDI汽油机燃烧室内颗粒物主要来源有两类，一是喷油器端部的燃油湿壁，二是燃烧室壁面的燃油湿壁。这两种燃油湿壁由于油膜不能完全蒸发，均在燃烧过程中产生过浓的扩散火焰燃烧，从而导致缸内碳烟的生成。可以通过优化喷油器的喷孔几何形状及内流场、优化喷雾油束与燃烧室的匹配、以及提高喷油压力等方法，降低发动机的PN排放。

　　经环保部测算：由国五升级到国六，轻型汽油车单车升级成本约需1200元，轻型柴油车单车升级成本约需500元，具体体现在：

　　①提前实施国六标准的省市基本涵盖了国内汽车消费的主要区域，这些区域最迟将在2019年7月提前实施国六，较国家规定（2020年7月1日）提前了一年；