近幾年,空氣污染給環(huán)境帶來的惡劣影響引起人們對環(huán)境保護的重視,節(jié)能減排已成為汽車行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。本文研究了不同噴油比和缸內(nèi)直噴時刻對汽油機催化器起燃特性和暖機過程排放特性的影響,并在復合噴射基礎之上耦合了輔助加熱技術,探究不同的輔助加熱溫度對催化器起燃特性的影響,為汽油機滿足國VI排放法規(guī)提供理論支撐。本文研究內(nèi)容主要分為兩個部分,第一個部分主要研究復合噴射噴油策略對汽油機暖機過程排放的影響,實驗結果表明復合噴射能有效的降低汽油機暖機過程中HC、PN排放,并存在一個最佳的噴油比和缸內(nèi)直噴時刻。研究結果如下:1)暖機過程冷卻液溫度從30℃上升到80℃時,HC迅速降低、NOx逐漸升高;隨著缸內(nèi)噴油比例的增加,HC先減小后增加;NOx先升高后下降;隨著直噴時刻的推遲,HC先升高后下降,在直噴時刻為60°CA BTDC時最低,繼續(xù)推遲直噴時刻(40°CA BTDC)HC又有升高的趨勢;NOx隨直噴時刻的推遲,先升高后下降。2)暖機過程冷卻液水溫從30℃上升至80℃時,PN迅速降低;隨著缸內(nèi)噴油比例的增加,PN先減小后增加;隨缸內(nèi)噴射時刻的推遲,PN整體呈現(xiàn)減小的趨勢,在直噴時刻為60°CA BTDC時最低,繼續(xù)推遲直噴時刻(40°CA BTDC),PN又有上升的趨勢;噴油策略對暖機過程粒徑分布的影響與水溫具有一定的耦合作用,冷卻液溫度在30℃~60℃,核膜態(tài)微粒隨缸內(nèi)直噴時刻的推遲,核膜態(tài)微粒逐漸上升,積聚態(tài)先上升后下降,并在直噴時刻為100°CA BTDC時最低,冷卻溫度在70℃~80℃時,核膜態(tài)微粒和積聚體微粒隨缸內(nèi)直噴時刻的推遲而迅速下降;隨著缸內(nèi)噴油比例的增加,冷卻液溫度在30℃~60℃時,核膜態(tài)和積聚態(tài)微粒先下降后上升,冷卻液溫度在70℃~80℃時,核膜態(tài)和積聚體微粒逐漸上升。第二個部分主要研究復合噴射噴油策略和輔助加熱對汽油機催化器起燃特性的影響,結果表明輔助加熱技術耦合復合噴射能有效的改善汽油機催化器起燃特性,詳細結論如下所示:1)隨缸內(nèi)噴油比例的增加,催化器入口溫度先增加后減小,催化起燃時間先減小后增加。2)隨缸內(nèi)直噴時刻的推遲,催化器入口溫度先增加后減小,催化起燃時間先減小后增加。3)推遲點火能明顯的改善催化器的起燃特性,推遲點火,催化器入口溫度迅速增加,催化器起燃時間迅速縮短。但是過分的推遲點火提前角會使燃燒不穩(wěn)定,動力性經(jīng)濟性下降。4)隨過量空氣系數(shù)增加,催化器入口溫度迅速上升,催化起燃時間縮短,但過分的增加過量空氣系數(shù),雖然催化起燃時間很短,但是催化器的最大轉化效率迅速下降。5)輔助加熱技術能有效的降低起動時HC排放,并能縮短催化器起燃時間。預熱溫度越高,催化器入口溫度越高,起燃時間越短,當預熱溫度為60℃時,催化器起燃時間僅為90s,相對于不加輔助加熱器降低了33.3%。
【學位單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TK411.5
【部分圖文】：

第 1 章 緒 論第 1 章 緒 論引言隨著人類文明的進步以及科技的飛速發(fā)展，人民生活對物質(zhì)的需求不斷擴為人們的主要交通工具之一，其保有量持續(xù)攀升。從 2012 年到 2018 年，從 1.2 億輛增至 2.3 億輛，預計到 2020 年汽車保有量將增至 2.8 億輛，如。然而伴隨著汽車保有量的增加，嚴重的環(huán)境污染和能源緊缺問題接踵而 2050 年仍有 58%的輕型車會采用內(nèi)燃機作為其動力源[1]，這對未來的能源將是巨大的考驗。

如圖1.2 所示為汽油機起動過程 HC 隨時間的排放量。從圖中可以看出汽油機在剛起動后的 30s 以內(nèi)，由于缸內(nèi)溫度低，燃油的蒸發(fā)霧化很差，再加上過濃的混合氣，大量的燃料未能進行正常的燃燒，三元催化尚未起燃，在起動后前 5s 內(nèi) HC 的瞬時排放量達到了 2700ppm，是催化器起燃后的 100 倍左右。圖 1.2 汽油機起動過程 HC 排放汽油機的冷起動時，發(fā)動機缸內(nèi)溫度低，噴入缸內(nèi)的燃油蒸發(fā)霧化差，缸內(nèi)失火嚴重，為了保證發(fā)動機能順利起動，必須向缸內(nèi)噴入過濃混合氣才能實現(xiàn)火花塞點火的有效著火，因此在汽油機冷起動時排放出大量的未燃 HC[20]。具體的導致汽油機冷

圖 1.3 汽油機起動過程 CO 排放保部最新頒布的國 VI 排放法規(guī)，與國 V 法規(guī)相比，國 VI 排常規(guī)氣體排放限值降低了約 50%[31]�？刂� CO 的排放量成為應大挑戰(zhàn)。CO 是 HC 燃料在燃燒化學反應的中間產(chǎn)物，據(jù)研究起動和暖機階段占整個測試循環(huán)的 50%以上[32-33]。如圖 1.3 為放。由圖可知，在汽油機剛起動后，CO 排放值達到了峰值， 倍。隨著發(fā)動機溫度的升高，缸內(nèi)燃燒狀態(tài)的好轉，CO 排放功后的 100s 時，由于催化器的起燃，CO 排放迅速降低。因此 排放量和加速催化器起燃是降低 CO 排放的重要手段。動過程對顆粒物排放的影響顆粒物的形成過程十分復雜，對于碳煙的形成目前還沒有明確
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本文編號：2873752