若干燃燒控制參數(shù)對(duì)重型柴油機(jī)燃燒過程影響的試驗(yàn)研究.pdf

1、在能源、環(huán)境、法規(guī)以及貴金屬短缺等多重壓力下,柴油機(jī)低溫燃燒策略已成為國內(nèi)外內(nèi)燃機(jī)界研究的熱點(diǎn)。然而,柴油的物理特性使在低溫燃燒過程中可燃混合氣的制備變得更加困難,因此,降低缸內(nèi)燃燒溫度,提高燃油與進(jìn)氣充量的混合速率,是實(shí)現(xiàn)低溫燃燒過程的關(guān)鍵所在。本文從燃油控制及缸內(nèi)狀態(tài)(溫度、壓力和氧濃度)控制出發(fā),以重型柴油機(jī)的清潔高效燃燒過程為研究對(duì)象,通過試驗(yàn)的方法,開展了中低負(fù)荷下各參數(shù)對(duì)柴油機(jī)預(yù)混燃燒和稀擴(kuò)散燃燒過程影響的規(guī)律性研究,并通過

2、各參數(shù)的耦合作用優(yōu)化出了各噴射模式下的最佳工況點(diǎn)。
　　 多脈沖噴射模式下的柴油機(jī)預(yù)混燃燒試驗(yàn)結(jié)果表明:隨著EGR率的增大,氧濃度的降低,NOx和Soot比排放呈逐漸降低的趨勢(shì)；指示熱效率(ITE)呈先升高后降低的趨勢(shì)；積聚模態(tài)的數(shù)濃度呈先減小后增大的趨勢(shì),且其平均粒徑大小在40～65 nm范圍內(nèi),而核模態(tài)的平均粒徑大小卻在12～18 nm范圍內(nèi)。研究發(fā)現(xiàn),起始噴射定時(shí)為-80°CAATDC時(shí)在大EGR率下實(shí)現(xiàn)了極低的NOx和S

3、oot排放,同時(shí)維持了較高的指示熱效率,但仍有較高的HC和CO排放產(chǎn)生。隨著共軌壓力的提高,Nox,Soot,HC和CO的比排放都呈下降的趨勢(shì),而指示熱效率僅略微上升；且在EGR率較小,氧濃度較高時(shí),提高共軌壓力對(duì)降低NOx和Soot排放很有意義。
　　 單次早噴射模式下的柴油機(jī)預(yù)混燃燒試驗(yàn)結(jié)果表明:隨著噴射定時(shí)的提前,NOx排放降低,而Soot排放上升,指示熱效率降低。且噴射定時(shí)為-26°CAATDC,-30°CA ATDC時(shí)

4、,在大EGR率下實(shí)現(xiàn)了極低的NOx和Soot排放,同時(shí)維持了較高的指示熱效率。
　　 單次晚噴射模式下的柴油機(jī)稀擴(kuò)散燃燒試驗(yàn)結(jié)果表明:進(jìn)氣壓力、噴射定時(shí)、進(jìn)氣門關(guān)閉定時(shí)(IVCT)以及EGR的相互優(yōu)化耦合能有效地改善燃油與進(jìn)氣充量的混合及缸內(nèi)燃燒放熱過程。在優(yōu)化的噴射定時(shí)下,進(jìn)氣門關(guān)閉定時(shí)為-60°CAATDC時(shí),在總的進(jìn)氣流量不變的情況下提高進(jìn)氣壓力,引入20～35％的EGR能同時(shí)實(shí)現(xiàn)超低的NOx和Soot排放,同時(shí)保持較高的