本文關(guān)鍵詞：重型柴油機(jī)低溫均質(zhì)引燃燃燒與排放特性的試驗(yàn)研究

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【摘要】：隨著我國(guó)汽車(chē)保有量的急速增長(zhǎng),內(nèi)燃機(jī)排氣所帶來(lái)的污染問(wèn)題越來(lái)越受到重視。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)受燃燒模式所限,壓燃式柴油機(jī)存在氮氧化物與顆粒物排放高的問(wèn)題,為滿足排放法規(guī),不得不依靠冗雜的后處理裝置,而點(diǎn)燃式汽油機(jī)又存在熱效率低的問(wèn)題,燃油經(jīng)濟(jì)性較差。因此,尋找高效、清潔的燃燒技術(shù)成為內(nèi)燃機(jī)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的首要問(wèn)題。均質(zhì)混合氣引燃,以預(yù)混燃燒與稀薄燃燒為主的燃燒方式,同時(shí)具備高熱效率與低排放的優(yōu)勢(shì),應(yīng)用潛力巨大。本文針對(duì)汽油均質(zhì)混合氣柴油引燃低溫燃燒(LT-HCII)的新型燃燒技術(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)探究,主要進(jìn)行了以下兩點(diǎn)工作：一,汽油比例、柴油噴射時(shí)刻、EGR率、柴油軌壓對(duì)LT-HCII燃燒與排放特性的影響；二,DOC后處理裝置與柴油深度預(yù)混進(jìn)一步改善LT-HCII排放的效果。試驗(yàn)在一臺(tái)高壓共軌六缸柴油機(jī)上進(jìn)行,完成了對(duì)汽油噴射系統(tǒng)、開(kāi)放式控制系統(tǒng)的改造,實(shí)現(xiàn)了軌壓、噴射時(shí)刻、噴射脈寬、噴射次數(shù)、EGR率等控制參數(shù)的靈活調(diào)節(jié)。研究結(jié)果表明,LT-HCII燃燒模式指示熱效率較高,試驗(yàn)工況下,可以達(dá)到壓燃式柴油機(jī)水平,但由于不完全燃燒產(chǎn)物增多,導(dǎo)致燃燒效率略有降低。汽油增多,預(yù)混燃燒增加,放熱率曲線由雙峰變?yōu)槠骄彽膯畏?而NOx與Soot排放同時(shí)降低,缸內(nèi)明顯處于低溫燃燒狀態(tài),至汽油比例90%時(shí),NOx降至0.79g/(kW·h), Soot近零排放,而循環(huán)波動(dòng)率不超過(guò)2%,說(shuō)明少量引燃柴油即可有效控制LT-HCII的燃燒相位。柴油噴射時(shí)刻提前,是提高燃燒效率,改善THC與CO排放的有效措施,但會(huì)帶來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴的問(wèn)題,而隨柴油噴射時(shí)刻提前,Soot排放始終維持在極低水平,說(shuō)明控制Soot排放的首要因素是汽油比例。適量EGR的引入,可以有效改善LT-HCII汽油均質(zhì)稀混合氣的燃燒狀況,燃燒效率與指示熱效率同時(shí)增大。而汽油預(yù)混燃燒加快,柴油擴(kuò)散燃燒減慢,導(dǎo)致燃燒持續(xù)期基本不變。隨再循環(huán)廢氣增多,氮氧化物排放減少,而不透光煙度基本不變,最大值僅為0.036m-1,可見(jiàn)LT-HCII燃燒模式對(duì)EGR并不敏感,可結(jié)合大比例EGR,同時(shí)實(shí)現(xiàn)氮氧化物與碳煙的極低排放。柴油軌壓增大,是減少THC與CO排放、提高指示熱效率、降低循環(huán)波動(dòng)率的有效手段,但同時(shí)會(huì)帶來(lái)NOx排放增加的問(wèn)題。LT-HCII燃燒模式使用60MPa柴油軌壓時(shí)的不透光煙度值,僅為0.034m-1,而純柴油模式需要使用140MPa柴油軌壓才能與此排放水平相當(dāng),可見(jiàn)LT-HCII可使用較低的軌壓滿足Soot排放要求。此外,DOC的加裝并不會(huì)引起燃燒特性的變化,對(duì)THC與CO的轉(zhuǎn)化效率也超過(guò)90%,可使二者同時(shí)滿足國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn),解決了LT-HCII燃燒模式不完全燃燒產(chǎn)物排放偏高的問(wèn)題,而柴油深度預(yù)混可進(jìn)一步改善中小負(fù)荷下的NOx與Soot排放,試驗(yàn)工況下,氮氧化物比排放最低為0.39g/(kW.h),此時(shí)不透光煙度僅為0.0012m-1。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U464.172

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1195480