基于EGR的国Ⅳ柴油机燃烧系统性能优化试验研究

发布时间：2023-02-19 14:13

　　2015年1月1日我国国Ⅳ排放标准全面实施,国V阶段排放标准的实施即将提上议程。为了满足今后更为苛刻的国V排放法规,本文就进气增压系统、燃烧室结构以及喷油策略等因素对燃烧系统的影响进行优化试验研究。试验在一台无后处理就可达到ESC稳态试验国Ⅳ排放的两级增压、高压共轨、EGR重型柴油机上进行。进气增压系统的优化表明,在大多数工况点,尤其是中低速大负荷时,高压级涡轮机流通面积减小的2TCc方案提高了涡轮膨胀比,改善了涡轮前的废气利用率和缸内空燃比；在此基础上进行了低压级压气机优化匹配试验,相比其它增压方案,低压级压气机流通面积减小的2TC2增压器与柴油机的联合运行点向着压比和相似流量增大的方向移动,有效改善了氮氧化物(NOx)与燃油消耗率(BSFC)以及NOx与Soot的trade-off关系。在进气增压系统优化匹配的基础上,优化设计燃烧室缩口直径、凹坑深度等结构参数的试验结果表明,在中高负荷,相对于原机燃烧室SF1,缩口下移lmm的燃烧室SF4能增强缸内气流运动,提高了油气的混合均匀性和混合速率,有效促进扩散燃烧速率,实现了同时改善NOx-soot和NOx-BSFC的trade-off关...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 现代内燃机发展面临的两大挑战
        1.1.2 国内外排放法规的发展
    1.2 柴油机增压技术的发展
        1.2.1 涡轮增压技术
        1.2.2 两级涡轮增压技术
        1.2.3 涡轮增压中冷技术
    1.3 柴油机排放控制的关键技术
        1.3.1 电控燃油喷射技术
        1.3.2 柴油机废气再循环技术
        1.3.3 柴油机排气后处理技术
    1.4 柴油机排放控制的技术路线
    1.5 本文的研究意义及主要内容
第二章 试验装置和研究方法
    2.1 试验装置
        2.1.1 试验台架
        2.1.2 发动机技术参数
        2.1.3 主要仪器设备
    2.2 研究方法
        2.2.1 高压共轨燃油喷射控制
        2.2.2 发动机数据采集及分析系统
        2.2.3 EGR的实现和控制方法
        2.2.4 功率校正
        2.2.5 EGR率和排气成分的测量及分析
        2.2.6 试验研究的工况选择
第三章 进气增压系统的优化及其对柴油机的影响
    3.1 试验条件
    3.2 两级增压系统方案优化及其对柴油机的影响研究
        3.2.1 高压级增压器涡轮机优化试验
        3.2.2 低压级增压器压气机的优化试验
        3.2.3 高压级涡轮的进一步优化匹配
    3.3 本章小结
第四章 燃烧室结构优化设计及其对柴油机的影响
    4.1 两级增压柴油机燃烧室方案设计
    4.2 不同燃烧室结构参数对柴油机影响的试验研究
        4.2.1 不同燃烧室结构对柴油机进气的影响
        4.2.2 不同燃烧室结构对柴油机燃烧和性能的影响
        4.2.3 不同燃烧室结构对柴油机排放的影响
    4.3 不同燃烧室方案优化后排放对比
    4.4 本章小结
第五章 基于EGR技术实现国V的控制策略研究
    5.1 主喷定时对柴油机燃烧、性能和排放的影响
        5.1.1 主喷定时对缸内燃烧的影响
        5.1.2 主喷定时对柴油机性能和排放的影响
    5.2 喷油压力对柴油机燃烧、性能和排放特性的影响
        5.2.1 喷油压力对缸内燃烧过程的影响
        5.2.2 喷油压力对柴油机性能和排放的影响
    5.3 后喷参数对柴油机燃烧、性能和排放影响
        5.3.1 后喷对柴油机燃烧的影响
        5.3.2 主后喷间隔对性能和排放的影响
        5.3.3 后喷技术对柴油机NOx和soot比排放的影响
        5.3.4 后喷技术对NOx-soot和NOx-BSFC的trade-off关系影响
    5.4 喷油参数以及ESC测试循环优化结果
    5.5 本章小结
第六章 全文总结和工作展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献
发表论文及参加科研情况说明
致谢



本文编号：3746375