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降低雙階段燃燒HC及CO的技術(shù)研究

發(fā)布時間:2017-09-22 18:21

  本文關(guān)鍵詞:降低雙階段燃燒HC及CO的技術(shù)研究


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【摘要】:雙階段燃燒作為柴油機(jī)一種新型燃燒模式,具備同時降低氮氧化物(NOx)和顆粒物(PM)生成的潛力,但其一氧化碳(CO)和未燃碳?xì)浠衔?HC)的生成量會大幅增加,進(jìn)而導(dǎo)致熱效率的下降。因此,在維持較低的NOx和PM生成量的前提下,找到降低CO和HC生成量的技術(shù)方法,成為了雙階段燃燒模式優(yōu)化的重要研究內(nèi)容之一。本文基于CA6DL2-35E3電控高壓共軌柴油機(jī),以試驗(yàn)的方式,采用單因素變量法,對降低雙階段燃燒HC和CO生成量的技術(shù)方法進(jìn)行了探究。借助INCA標(biāo)定系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對各種噴油參數(shù)的獨(dú)立控制;采用分段研究的方法,先對低溫階段進(jìn)行單獨(dú)研究:以維持較低的NOx生成量為條件,以盡可能降低HC和CO生成量為目的,分析預(yù)噴油量、預(yù)噴正時、預(yù)噴次數(shù)、預(yù)噴油量比例等預(yù)噴參數(shù)對低溫階段的影響,對預(yù)噴參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化;然后,對加入主噴之后的雙階段燃燒進(jìn)行整體研究,分析主噴油量、主噴正時、噴油壓力等主噴參數(shù)對雙階段燃燒HC和CO生成量的影響;最后,探究了主后噴間隔以及主后噴油量比例等后噴參數(shù)對降低雙階段燃燒HC和CO生成量的可能性。得到的主要結(jié)論有:1.低溫燃燒階段,增加預(yù)噴油量以及推遲預(yù)噴正時,可以降低HC和CO的生成量,但是受到壓力升高率和NOx生成量的限制,其中NOx生成量的限制更為突出。2.低溫燃燒階段,與單次預(yù)噴相比,增加預(yù)噴次數(shù),油氣混合均勻程度的可控性增強(qiáng),在維持NOx生成量基本不變的情況下,可通過適當(dāng)增加預(yù)噴油量以及推遲噴油正時的方式,達(dá)到降低HC和CO生成量的目的,并提高經(jīng)濟(jì)性。增加預(yù)噴次數(shù)可改善低溫階段的排放和經(jīng)濟(jì)性能,但是隨著噴油次數(shù)的增加,改善程度大幅降低。多次噴射時,油量遞增、油量遞減、均勻分配油量等不同的噴油策略中,均勻分配油量的噴油策略,綜合效果最佳。3.提前主噴正時對降低雙階段燃燒CO的生成量有利,并可以在一定程度上減少碳煙排放,提高燃油經(jīng)濟(jì)性,但是受到NOx生成量的限制;主噴正時的改變對HC生成量的影響不大。在中、低負(fù)荷范圍內(nèi),隨著主噴油量的增加,雙階段燃燒CO和HC的生成量不斷降低,煙度值也有所下降,燃油經(jīng)濟(jì)性有所提高,而NOx生成量卻不斷上升;但是當(dāng)主噴油量過大時,由于燃燒的惡化,導(dǎo)致CO和HC的生成量開始增加,煙度值急劇上升,燃油經(jīng)濟(jì)性有所降低,而NOx生成量隨之下降。4.噴油壓力的改變對雙階段燃燒HC的生成量影響不大。噴油壓力的增加能夠降低雙階段燃燒CO的生成量,并且有利于煙度值的降低,提高燃油經(jīng)濟(jì)性,但同樣受到NOx生成量的限制。5.在主后噴總油量為68mg/cyc的情況下,任何后噴參數(shù)的調(diào)整,都對降低雙階段燃燒HC和CO的生成量不利。但是合理匹配后噴參數(shù),能夠降低雙階段燃燒NOx的生成量,并減少碳煙排放,只是對燃油經(jīng)濟(jì)性有所損害。6.優(yōu)化后的多次預(yù)噴雖然能夠減少低溫燃燒階段CO和HC的生成量,但是對降低雙階段燃燒最終的CO和HC生成量沒有幫助,反而會增加CO和HC的生成量,并導(dǎo)致煙度的增加。但是,它對進(jìn)一步降低NOx的生成量有利。
【關(guān)鍵詞】:柴油機(jī) 燃燒 排放 未燃碳?xì)浠衔?/strong> 一氧化碳
【學(xué)位授予單位】:吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TK421.2
【目錄】:
  • 摘要4-6
  • Abstract6-11
  • 第1章 緒論11-25
  • 1.1 引言11-12
  • 1.2 環(huán)境問題及排放法規(guī)12-16
  • 1.2.1 汽車尾氣對環(huán)境的影響12-14
  • 1.2.2 日益嚴(yán)格的排放法規(guī)14-16
  • 1.3 柴油機(jī)排放后處理技術(shù)及燃燒模式16-22
  • 1.3.1 柴油機(jī)的排放后處理技術(shù)16-18
  • 1.3.2 柴油機(jī)燃燒模式的發(fā)展18-22
  • 1.4 課題的提出及研究內(nèi)容22-25
  • 1.4.1 課題的提出22-23
  • 1.4.2 課題的研究內(nèi)容23-25
  • 第2章 試驗(yàn)平臺及研究手段25-35
  • 2.1 試驗(yàn)臺架及測控系統(tǒng)25-27
  • 2.2 標(biāo)定方法的介紹27-33
  • 2.2.1 主噴參數(shù)的控制29-30
  • 2.2.2 預(yù)噴參數(shù)的控制30-32
  • 2.2.3 后噴參數(shù)的控制32-33
  • 2.3 研究方法33-34
  • 2.4 本章小結(jié)34-35
  • 第3章 預(yù)噴參數(shù)對低溫階段的影響35-57
  • 3.1 單次預(yù)噴時預(yù)噴參數(shù)對低溫階段的影響35-40
  • 3.1.1 單次預(yù)噴時預(yù)噴參數(shù)對排放及經(jīng)濟(jì)性的影響35-38
  • 3.1.2 單次預(yù)噴時預(yù)噴參數(shù)對燃燒的影響38-40
  • 3.2 兩次預(yù)噴時預(yù)噴參數(shù)對低溫階段的影響40-49
  • 3.2.1 兩次預(yù)噴時油量和正時對排放的影響41-44
  • 3.2.2 兩次預(yù)噴時油量和正時對燃燒及經(jīng)濟(jì)性的影響44-45
  • 3.2.3 兩次預(yù)噴時不同的噴油策略對低溫階段的影響45-49
  • 3.3 三次預(yù)噴時預(yù)噴參數(shù)對低溫階段的影響49-55
  • 3.3.1 三次預(yù)噴時預(yù)噴參數(shù)對燃燒的影響50-51
  • 3.3.2 三次預(yù)噴時預(yù)噴參數(shù)對排放及經(jīng)濟(jì)性的影響51-52
  • 3.3.3 三次預(yù)噴時預(yù)噴參數(shù)的優(yōu)化選擇52-55
  • 3.4 本章小結(jié)55-57
  • 第4章 主噴和后噴參數(shù)對雙階段燃燒的影響57-73
  • 4.1 高溫燃燒階段對低溫階段燃燒過程的影響57-58
  • 4.2 主噴正時對雙階段燃燒的影響58-60
  • 4.2.1 主噴正時對雙階段燃燒過程的影響58-59
  • 4.2.2 主噴正時對雙階段燃燒排放及經(jīng)濟(jì)性的影響59-60
  • 4.3 主噴油量對雙階段燃燒的影響60-63
  • 4.3.1 主噴油量對雙階段燃燒過程的影響61-62
  • 4.3.2 主噴油量對雙階段燃燒排放及經(jīng)濟(jì)性的影響62-63
  • 4.4 噴油壓力對雙階段燃燒的影響63-65
  • 4.4.1 噴油壓力對雙階段燃燒過程的影響63-64
  • 4.4.2 噴油壓力對雙階段燃燒排放及經(jīng)濟(jì)性的影響64-65
  • 4.5 后噴參數(shù)對雙階段燃燒的影響65-70
  • 4.5.1 后噴參數(shù)對雙階段燃燒過程的影響66-68
  • 4.5.2 后噴參數(shù)對雙階段燃燒排放及經(jīng)濟(jì)性的影響68-70
  • 4.6 低溫階段的優(yōu)化對雙階段燃燒排放的影響70-71
  • 4.7 本章小結(jié)71-73
  • 第5章 全文總結(jié)與展望73-77
  • 5.1 全文總結(jié)73-75
  • 5.2 工作展望75-77
  • 參考文獻(xiàn)77-81
  • 作者簡介及科研成果81-83
  • 致謝83

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