直噴燃油特性對PPCI發(fā)動機性能影響的試驗研究.pdf

1、高效清潔燃燒是當前發(fā)動機領域的研究熱點。傳統(tǒng)壓燃式發(fā)動機的擴散燃燒模式難以同時降低微粒和NOx排放,部分預混壓縮點燃PPCI(Partially Premixture Compression Ignition)發(fā)動機具有壓燃式和點燃式發(fā)動機的雙重優(yōu)點,在保持原型發(fā)動機功率輸出的前提下,具有實現(xiàn)高效率低排放的潛力,是一種具有優(yōu)良開發(fā)前景的新型燃燒模式。
　　本文在一臺單缸壓燃式發(fā)動機的基礎上,增加了天然氣進氣預混系統(tǒng),并通過進氣道摻

2、混CO2模擬EGR,對比研究了不同直噴液體燃料(柴油、生物柴油和DME)對PPCI發(fā)動機燃燒和排放性能的影響。
　　柴油直噴、CNG預混的PPCI發(fā)動機的燃燒與排放試驗研究表明:(1)隨著預混天然氣量的增加,燃燒相位推遲,最大爆發(fā)壓力降低,缸內(nèi)平均溫度降低;合理控制預混天然氣的比例,發(fā)動機的當量燃油消耗率能得到降低;CO及未燃HC排放增加,NOx的排放降低,在高負荷時碳煙排放降低。(2)與原柴油機相比,柴油直噴的PPCI發(fā)動機在高

3、負荷時經(jīng)濟性能更好, NOx和碳煙排放減少,CO、未燃HC排放增加。(3)隨著EGR率的增加,最高爆發(fā)壓力下降,燃燒相位推遲,放熱率峰值略有增加;EGR率增加,當量燃油消耗率變化不大,在低速時甚至略有改善;EGR率增加,CO排放增加,未燃HC變化不大,碳煙排放也基本不變,NOx排放大幅降低。
　　生物柴油直噴、CNG預混的PPCI發(fā)動機性能研究表明:(1)直噴生物柴油 PPCI發(fā)動機具有與直噴柴油 PPCI發(fā)動機相似的燃燒排放性能

4、;(2)與直噴柴油PPCI發(fā)動機相比,在天然氣預混率(RCNG)較小時,其當量燃油消耗率低,在RCNG較大時當量燃油消耗率升高, CO降低,未燃HC基本不變,NOx排放和煙度排放降低;(3)與直噴柴油的PPCI發(fā)動機相比,EGR對直噴生物柴油PPCI發(fā)動機的燃燒排放性能的影響一致,不同的是,在高負荷時采用高EGR率時,碳煙排放減少的幅度更大。
　　研究直噴DME的PPCI發(fā)動機的性能表明:(1)燃料供給系統(tǒng)幾何參數(shù)基本不變的情況下

5、,相同轉(zhuǎn)速下,純DME發(fā)動機的負荷率為原柴油機的40％左右;純DME發(fā)動機在低負荷時,CO、NOx和碳煙排放更少,未燃HC排放增多。(2)與直噴柴油及生物柴油的PPCI發(fā)動機相比,直噴DME的PPCI發(fā)動機CO、未燃HC、NOx及碳煙排放更低。(3)直噴DME的PPCI發(fā)動機能實現(xiàn)無煙燃燒,且其能容許的EGR率更大,具有更好的降低NOx排放的潛力。
　　研究結果表明,合理選擇直噴燃料,能實現(xiàn)PPCI發(fā)動機的穩(wěn)定燃燒,有效改善發(fā)動機