【摘要】：汽油部分預(yù)混壓燃(PPC)能夠在較寬廣的工況范圍內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)高熱效率和低排放,在實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)清潔燃燒方面具備較大潛力,已成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。然而,在大負(fù)荷工況下,由于燃燒速率較快,會(huì)造成壓力升高率和最大爆發(fā)壓力過高、壓力波動(dòng)較大以及碳煙排放較高等問題。正丁醇屬于第二代生物質(zhì)含氧燃料,具有揮發(fā)性好、辛烷值和含氧量高等特點(diǎn),與汽油燃料摻混具有降低汽油壓燃大負(fù)荷工況碳煙排放的潛力;此外,通過噴油策略控制混合氣濃度分布,可實(shí)現(xiàn)著火過程和燃燒放熱規(guī)律控制,進(jìn)而降低壓力升高率和最大爆發(fā)壓力。本文在一臺(tái)改造的單缸試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)上,研究了汽油添加正丁醇結(jié)合噴油策略對(duì)汽油部分預(yù)混壓燃的燃燒和排放特性的影響。首先,本文探索了不同EGR率下,汽油中摻混正丁醇的比例對(duì)汽油PPC燃燒和排放的影響。結(jié)果表明,燃油中正丁醇摻混比例越大,滯燃期越長(zhǎng),預(yù)混燃燒比例越大,NOx和soot排放都有所下降。但是由于燃燒速度過快,導(dǎo)致最大壓升率和最大爆發(fā)壓力過高的問題。增加進(jìn)氣中的EGR率,最大壓升率下降,指示熱效率先升高后降低,NOx排放降低,但soot和CO排放均有所升高。進(jìn)一步在正丁醇摻混比例30%、EGR率25%工況下,系統(tǒng)研究了預(yù)噴結(jié)合主噴的噴射策略對(duì)PPC燃燒排放的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),與單次噴射相比,采用預(yù)噴結(jié)合主噴的策略可以縮短滯燃期,燃燒最大放熱速率降低,可以在降低soot排放的同時(shí)保持較低的最大壓升率和NOx排放。增大預(yù)主噴間隔角可以降低最大壓升率;預(yù)噴比例越大,降低碳煙的效果越明顯,但是CO和THC的排放有所升高。最后,為了進(jìn)一步降低碳煙排放,本文研究了氣道噴射結(jié)合缸內(nèi)兩次噴射策略對(duì)改善正丁醇/汽油PPC燃燒和排放的潛力。結(jié)果表明,增大氣道噴射比例可以有效縮短滯燃期,降低最大壓升率的同時(shí)減少NOx和soot排放,但是指示熱效率有所降低。在氣道噴射比例一定時(shí),增大預(yù)噴比例,預(yù)混燃燒比例擴(kuò)大,發(fā)動(dòng)機(jī)性能和排放得到改善,當(dāng)氣道噴射比例30%,預(yù)噴比例30%,預(yù)主噴間隔角100°CA時(shí),soot排放僅為0.0045 g/kW·h,此時(shí)NOx排放為1.1 g/kW·h,最大壓升率11.7 bar/°CA。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TK46

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2719670