燃料特性及喷油策略对压燃式发动机燃烧与排放的影响

发布时间：2017-05-11 14:18

  本文关键词：燃料特性及喷油策略对压燃式发动机燃烧与排放的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前世界各国都针对汽车制定了严格的排放法规，而且控制标准愈来愈严，控制目标从低排放、超低排放、直至零排放。同时随着全球范围内对于节能减排及低碳经济的不断重视，提高内燃机的燃烧热效率、降低燃油耗亦受到内燃机工作者的普遍重视。众所周知，内燃机的燃烧及排放与燃料理化特性紧密相关。发动机的燃烧过程主要取决于燃料蒸发、混合的物理过程及缸内工质的化学反应过程，这些与燃料的理化特性密切相关，因此为合理组织燃烧，降低排放污染物，有必要深入研究燃料理化特性与燃烧的关系。 本文以国Ⅳ柴油为基础燃料，通过添加不同比例汽油，制取了不同理化特性宽馏程燃料，通过调整燃油喷射参数及进气条件，试验研究了燃烧边界条件及燃料特性对压燃式发动机燃烧及排放的影响规律。研究结果表明：通过提前喷油，能延长滞燃期，增大预混合燃烧量，降低排气烟度，但会导致NOx排放增加。通过采用宽馏程燃料可以进步延长滞燃期，推迟燃烧相位（CA50），为燃油与空气混合提供更多时间，有助于提高混合气均质性，可在不影响NOx排放的情况下，显著降低排气烟度。但过大的汽油掺入比例会导致不完全燃烧产物增加，燃烧热效率降低。同时，CA50在定程度上决定了燃烧效率的高低，研究中发现对于不同燃料，当CA50为5°CAATDC时，均可达到热效率极值。采用EGR可有效降低NOx排放，宽馏程燃料中汽油添加比例越大，烟度对EGR率的敏感性越小，且EGR率对指示热效率的影响不大。提高喷油压力及改变预喷定时对宽馏程燃料发动机排放及经济性影响不大。随着预喷量增大，燃用柴油时NOx排放降低，烟度排放稍有升高，指示热效率略有降低。而对于宽馏程燃料，预喷量增大，NOx显著降低，烟度变化不大，但HC及CO排放显著升高。 综上，在试验所选负荷工况下，为兼顾燃油经济性及排放特性，适宜的汽油掺混体积比例应位于30%-50%之内，，燃烧相位（CA50）应控制在5°CAATDC，EGR率30%左右。由于宽馏程燃料能够改善燃料挥发性，因此可适当推迟预喷时刻，且预喷量控制在30%左右较为适宜。
【关键词】：压燃式发动机 宽馏程燃料 喷油策略 燃烧 排放
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK401
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-21
• 1.1 引言9-12
• 1.2 内燃机排放污染物12-14
• 1.2.1 柴油机氮氧化物排放12-13
• 1.2.2 柴油机颗粒物和碳烟排放13-14
• 1.3 柴油机高效清洁燃烧模式研究进展14-19
• 1.3.1 柴油机低排放燃烧过程控制策略14-16
• 1.3.2 新型燃烧模式的研究16-19
• 1.4 燃料特性对发动机燃烧及排放影响机理研究19-20
• 1.5 本文主要研究工作20-21
• 第2章 试验研究平台21-33
• 2.1 试验用发动机21-22
• 2.2 试验台架及主要仪器设备22-24
• 2.3 高压共轨燃油喷射控制系统24-29
• 2.3.1 燃油喷射控制系统组成24-25
• 2.3.2 燃油喷射参数控制逻辑25-29
• 2.4 试验燃料29-31
• 2.5 本章小结31-33
• 第3章 燃料特性及喷油参数对压燃式发动机燃烧与排放的影响33-43
• 3.1 前言33
• 3.2 喷油时刻对燃烧与排放的影响33-37
• 3.3 汽油/柴油混合燃料对燃烧及排放的影响37-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第4章 宽馏程燃料发动机燃烧边界条件的优化控制43-65
• 4.1 前言43
• 4.2 燃烧相位的优化控制43-47
• 4.3 EGR 的优化控制47-51
• 4.4 喷油压力的优化控制51-55
• 4.5 预-主喷间隔角的优化控制55-58
• 4.6 预喷量的优化控制58-62
• 4.7 燃烧边界条件优化方案62
• 4.8 本章小结62-65
• 第5章 全文总结及未来工作展望65-67
• 5.1 全文总结65-66
• 5.2 未来工作展望66-67
• 参考文献67-74
• 作者简介及科研成果74-75
• 致谢75

【参考文献】

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本文编号：357439