【摘要】：汽油壓燃(GCI)在實(shí)現(xiàn)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)。燃油噴射控制策略、進(jìn)氣參數(shù)控制等對(duì)燃燒過(guò)程具有非常關(guān)鍵的影響,是燃燒優(yōu)化的重要技術(shù)手段。本文系統(tǒng)研究了進(jìn)氣參數(shù)及預(yù)主噴兩次噴射策略對(duì)不同負(fù)荷汽油壓燃燃燒性能及排放的影響。本文研究在一臺(tái)單缸試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行,試驗(yàn)采用辛烷值為92的汽油作為燃料,研究工況為小負(fù)荷、中等負(fù)荷和大負(fù)荷三個(gè)典型工況。在單次噴射條件下的研究表明,引入適當(dāng)比例的EGR對(duì)GCI小負(fù)荷工況下指示熱效率有一定改善,而中高負(fù)荷EGR率增大造成熱效率下降。EGR率的增大對(duì)GCI小負(fù)荷soot影響很小,而中高負(fù)荷下soot排放逐漸升高。增大進(jìn)氣壓力能夠改善GCI小負(fù)荷燃燒,提高燃燒效率和指示熱效率,也能提高中高負(fù)荷熱效率并明顯改善soot排放。噴油時(shí)刻變化對(duì)汽油壓燃小負(fù)荷影響更加明顯,而提高噴射壓力能夠明顯降低GCI大負(fù)荷soot排放并改善指示熱效率。進(jìn)一步研究預(yù)-主噴兩次噴射策略發(fā)現(xiàn),較小的預(yù)主噴間隔對(duì)燃燒影響更大。采用預(yù)噴射相對(duì)單次噴射能夠降低最大壓升率,中低負(fù)荷下較小的預(yù)主噴間隔效果更明顯,而較大的預(yù)主噴間隔對(duì)大負(fù)荷最大壓升率具有更好的降低效果。較小的預(yù)主噴間隔有利于獲得更高的指示熱效率,較大的預(yù)主噴間隔有利于中高負(fù)荷soot排放進(jìn)一步降低。主噴時(shí)刻對(duì)燃燒的影響隨負(fù)荷的增大而減弱。中小負(fù)荷下采用較小的預(yù)主噴間隔并適當(dāng)推遲主噴時(shí)刻,可以在保證較高熱效率的同時(shí)降低最大壓升率和NOx排放,大負(fù)荷適當(dāng)推遲主噴時(shí)刻可降低最大爆發(fā)壓力及NOx排放,對(duì)熱效率和soot影響較小。小負(fù)荷適當(dāng)增大預(yù)噴比例可以提高指示熱效率并且降低CO及THC排放,中高負(fù)荷適當(dāng)提高預(yù)噴比例有利于降低壓升率,同時(shí)保持較高熱效率,但爆壓有所升高。根據(jù)工況特點(diǎn)對(duì)進(jìn)氣參數(shù)及燃油噴射策略進(jìn)行優(yōu)化,是實(shí)現(xiàn)更大工況范圍汽油壓燃高效、低排放燃燒的有效措施。
【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)】：TK401
【圖文】：

這過(guò)程中不乏里程碑式的發(fā)明設(shè)計(jì)。比如，德國(guó)工紀(jì)末發(fā)明了世界上第一臺(tái)四沖程火花塞點(diǎn)火式煤氣發(fā)明了第一臺(tái)壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)，這就是以汽油機(jī)為代柴油機(jī)為代表的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的雛形。相比于蒸汽輪機(jī)等類型，內(nèi)燃機(jī)因?yàn)槠錈嵝矢撸ㄊ侵两駸嵝首顪悺⒔Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、移動(dòng)方便、可靠性強(qiáng)、變工況能力強(qiáng)行業(yè)，其中包括輪船、摩托車、汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械、鐵械、發(fā)電機(jī)組等。中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)報(bào)告顯示[1]，28.4 萬(wàn)輛，相比 2012 年提升 13.87%；而全球汽車銷售2 年提升 4.02%。同時(shí)《中國(guó)機(jī)動(dòng)車環(huán)境管理年報(bào)》量已達(dá) 18435.8 萬(wàn)輛。圖 1-1 給出了 2011-2016 年中。同時(shí)，內(nèi)燃機(jī)界的專家學(xué)者達(dá)成了廣泛共識(shí)，在未仍將在汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用中占據(jù)主導(dǎo)地位。與此同時(shí)嚴(yán)峻的能源和環(huán)境問(wèn)題的挑戰(zhàn)。

也是內(nèi)燃機(jī)滿足未來(lái)排放法規(guī)和熱效率需求的關(guān)鍵溫燃燒技術(shù)機(jī)的燃燒方式屬于噴霧擴(kuò)散燃燒，這種燃燒方式依靠的高溫高壓使燃油自燃著火。根據(jù) Dec 提出的傳統(tǒng)柴油束進(jìn)入燃燒室時(shí)，熱空氣同時(shí)被吸入油束，燃油。燃燒反應(yīng)發(fā)生于當(dāng)量比約 4 的區(qū)域，此時(shí)空氣被區(qū)，直至噴射油束外圍形成一個(gè)溫度在 2700 K 左右溫火焰區(qū)域內(nèi)快速氧化，而擴(kuò)散火焰前鋒附近存在 的 NO 會(huì)在該區(qū)域生成（Zeldovich 機(jī)理得出）。由散燃燒的特性會(huì)導(dǎo)致一定數(shù)量的 NOx 和微粒生成。常呈現(xiàn)此消彼長(zhǎng)的 trade-off 關(guān)系[12]，在傳統(tǒng)燃燒模 soot 排放的最低極限。研究表明，柴油機(jī)燃燒過(guò)程過(guò)程中油氣混合程度及溫度歷程決定的，控制混合氣潔燃燒的關(guān)鍵所在。

如均質(zhì)壓燃 (HCCI)、部分預(yù)混燃燒 (PPCI)[13]和活性分層控制燃燒 (RCCI) 等[14; 15]。圖1-5 為新型燃燒方式與傳統(tǒng)柴油機(jī)燃燒模式燃燒過(guò)程的 φ-T 路線對(duì)比，Kamimoto等[16]和 Kitamura 等[17]分別于 1988 及 2002 年在以正庚烷為燃料的 φ-T 圖上標(biāo)識(shí)

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 肖干;張煜盛;郎靜;姜光軍;;進(jìn)氣溫度對(duì)汽油直噴壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒及排放性能影響的試驗(yàn)[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào);2014年02期

2 繆雪龍;;RCCI新燃燒技術(shù)綜述[J];現(xiàn)代車用動(dòng)力;2014年01期

3 李瑞敏;何群;李帥;;中國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量發(fā)展趨勢(shì)分析[J];城市交通;2013年05期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 譚凌;改性汽油部分預(yù)混壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2800673