重型柴油机低温均质引燃燃烧与排放特性的试验研究

发布时间：2017-11-17 09:05

  本文关键词：重型柴油机低温均质引燃燃烧与排放特性的试验研究

  更多相关文章： 双燃料 均质引燃 低温燃烧 燃烧与排放特性

【摘要】：随着我国汽车保有量的急速增长,内燃机排气所带来的污染问题越来越受到重视。传统内燃机受燃烧模式所限,压燃式柴油机存在氮氧化物与颗粒物排放高的问题,为满足排放法规,不得不依靠冗杂的后处理装置,而点燃式汽油机又存在热效率低的问题,燃油经济性较差。因此,寻找高效、清洁的燃烧技术成为内燃机行业可持续发展的首要问题。均质混合气引燃,以预混燃烧与稀薄燃烧为主的燃烧方式,同时具备高热效率与低排放的优势,应用潜力巨大。本文针对汽油均质混合气柴油引燃低温燃烧(LT-HCII)的新型燃烧技术进行了试验探究,主要进行了以下两点工作：一,汽油比例、柴油喷射时刻、EGR率、柴油轨压对LT-HCII燃烧与排放特性的影响；二,DOC后处理装置与柴油深度预混进一步改善LT-HCII排放的效果。试验在一台高压共轨六缸柴油机上进行,完成了对汽油喷射系统、开放式控制系统的改造,实现了轨压、喷射时刻、喷射脉宽、喷射次数、EGR率等控制参数的灵活调节。研究结果表明,LT-HCII燃烧模式指示热效率较高,试验工况下,可以达到压燃式柴油机水平,但由于不完全燃烧产物增多,导致燃烧效率略有降低。汽油增多,预混燃烧增加,放热率曲线由双峰变为平缓的单峰,而NOx与Soot排放同时降低,缸内明显处于低温燃烧状态,至汽油比例90%时,NOx降至0.79g/(kW·h), Soot近零排放,而循环波动率不超过2%,说明少量引燃柴油即可有效控制LT-HCII的燃烧相位。柴油喷射时刻提前,是提高燃烧效率,改善THC与CO排放的有效措施,但会带来发动机工作粗暴的问题,而随柴油喷射时刻提前,Soot排放始终维持在极低水平,说明控制Soot排放的首要因素是汽油比例。适量EGR的引入,可以有效改善LT-HCII汽油均质稀混合气的燃烧状况,燃烧效率与指示热效率同时增大。而汽油预混燃烧加快,柴油扩散燃烧减慢,导致燃烧持续期基本不变。随再循环废气增多,氮氧化物排放减少,而不透光烟度基本不变,最大值仅为0.036m-1,可见LT-HCII燃烧模式对EGR并不敏感,可结合大比例EGR,同时实现氮氧化物与碳烟的极低排放。柴油轨压增大,是减少THC与CO排放、提高指示热效率、降低循环波动率的有效手段,但同时会带来NOx排放增加的问题。LT-HCII燃烧模式使用60MPa柴油轨压时的不透光烟度值,仅为0.034m-1,而纯柴油模式需要使用140MPa柴油轨压才能与此排放水平相当,可见LT-HCII可使用较低的轨压满足Soot排放要求。此外,DOC的加装并不会引起燃烧特性的变化,对THC与CO的转化效率也超过90%,可使二者同时满足国五排放标准,解决了LT-HCII燃烧模式不完全燃烧产物排放偏高的问题,而柴油深度预混可进一步改善中小负荷下的NOx与Soot排放,试验工况下,氮氧化物比排放最低为0.39g/(kW.h),此时不透光烟度仅为0.0012m-1。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464.172

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 谭丕强;胡志远;楼狄明;;发动机燃用不同硫含量柴油的排放特性研究[J];内燃机工程;2009年01期

2 赵慧,张镇顺,熊永达;实际道行驶中汽车排放特性的研究(英文)[J];燃烧科学与技术;1999年01期

3 ;水电具有明显的低碳排放特性[J];中国三峡;2010年07期

4 周斌;一种预测内燃机稳态排放特性的方法[J];西南交通大学学报;2004年02期

5 吴义虎,张利军,苏汉元,曾昭茂,袁翔;车用汽油机怠速排放特性研究[J];内燃机工程;2000年04期

6 张小锋;姚强;宋蔷;李水清;;燃烧中铅元素排放特性的实验研究[J];中国电机工程学报;2007年32期

7 黄亚继,金保升,仲兆平,肖睿,任慧峰;痕量元素在煤粉炉中排放特性的研究[J];中国电机工程学报;2003年11期

8 陈进生;袁东星;李权龙;郑剑铭;朱燕群;华晓宇;何胜;周劲松;;燃煤烟气净化设施对汞排放特性的影响[J];中国电机工程学报;2008年02期

9 李厚生,陈丽娟,王宝秋;汽油机添加氢改善排放特性的研究[J];内燃机学报;1987年03期

10 张鹏奇;马文中;刘明;王银燕;;基于欧Ⅲ标准的某型号汽油机稳态排放特性试验研究[J];机械制造;2008年12期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 陆志思;余红东;邹强;沈捷;;排放特性试验研究[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年

2 聂彦鑫;张永生;康征;Mike Duoba;;插电式混合动力汽车工况能耗及排放特性研究[A];面向未来的汽车与交通——2013中国汽车工程学会年会论文集精选[C];2013年

3 聂彦鑫;张永生;康征;Mike Duoba;;插电式混合动力汽车工况能耗及排放特性研究[A];2013中国汽车工程学会年会论文集[C];2013年

4 刘锟;杨晓东;肖莹;张丁辰;程茉莉;;钢铁生产颗粒物(PM_(2.5))排放特性及污染控制对策[A];2014中国环境科学学会学术年会（第六章）[C];2014年

5 杨振中;孙永生;李思颖;;氢燃料发动机NO_x排放特性与预测[A];第七届全国氢能学术会议论文集[C];2006年

6 杨振中;孙永生;李思颖;;氢燃料发动机NO_x排放特性与预测[A];第七届全国氢能学术会议专辑[C];2006年

7 高小涛;;SG-440/13.7-M769型锅炉NO_x排放特性的试验研究[A];第八届锅炉专业委员会第二次学术交流会议论文集[C];2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 李思远;重型柴油机低温均质引燃燃烧与排放特性的试验研究[D];山东大学;2016年

2 申伟;进气加氢柴油机燃烧及排放特性的研究[D];北京交通大学;2007年

3 陈海兰;基于现代排放法规的LPG公交车用发动机排放特性研究[D];华南理工大学;2010年

4 钟志红;城市公交车挡位调节与排放特性关系的研究[D];广东工业大学;2012年

5 于岩;O_2/CO_2燃烧技术中NO_x排放特性的实验研究及机理分析[D];华北电力大学（河北）;2004年

6 韦江涛;混煤燃烧污染排放特性研究[D];华北电力大学;2012年

7 付雪青;不同废气循环方式下正丁醇—汽油发动机燃烧/排放特性[D];天津大学;2012年

8 张海岩;废气稀释协同可变滚流比对直喷汽油机部分负荷燃烧及排放特性的影响[D];天津大学;2012年

，

本文编号：1195480