进气条件对预混压燃发动机混合气形成及燃烧的影响

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1、进气条件对预混压燃发动机混合气形成及燃烧的影响TheEffectofIntakeConditionsonFormationofMixtureandCombustionofPremixedCompressionIgnitionEngine作者姓名：朱啸龙专业名称：动力工程及工程热物理指导教师：孙万臣教授学位类别：工学硕士答辩日期：2015年6月4日摘要进气条件对预混压燃发动机混合气形成及燃烧的影响随着中国经济的快速发展，中国汽车市场的保有量逐渐增大。汽车在方便人们生活的同时，也造成了环境污染和能源

2、消耗，针对未来排放法规的要求，节能减排势在必行。通过控制进气边界条件并耦合喷油策略是优化缸内燃烧，降低内燃机排放的重要措施。另一方面，燃料特性对内燃机缸内混合气形成和燃烧过程也有很大的影响。本文针对高压共轨增压中冷柴油机，通过电控EGR阀来实现EGR率可调；并以国Ⅳ柴油为基础燃料，通过添加不同比例的汽油，制取了不同理化特性的宽馏程燃料。在试验台架上研究了EGR和燃油喷射参数对发动机实现预混合压缩着火的影响。研究结果表明：使用宽馏程燃料可以明显延长滞燃期，增大预混合燃烧比例，同时降低氮氧化物和碳烟

3、的排放，但过高汽油比例的宽馏程燃料会造成不完全氧化产物的增加，降低指示热效率。通过调整喷油时刻使宽馏程燃料的CA50固定在5°CAATDC，发现宽馏程燃料的指示热效率对EGR不敏感，因此可以添加较大比例的EGR在降低NOx排放的同时保持较高的热效率，且烟度没有过多的上升。喷射压力的提高可以增大缸压和放热率的峰值，随着宽馏程燃料中汽油比例的提高，预混合燃烧量逐渐增大，可促进缸内油气的更好混合，降低烟度排放，但是不完全氧化产物的增多使指示热效率降低，因此需要选择合适比例的宽馏程燃料实现经济性和排放性

4、的良好折衷。利用CFD仿真平台研究了进气温度、进气压力及EGR对发动机缸内混合气形成及燃烧的影响。提高进气温度能够提高缸内的平均温度，使燃烧放热时刻提前，但同时造成NOx和soot排放的上升；进气压力的增大有利于增大缸内的氧浓度，有效缓解EGR延长滞燃期的作用。不同进气压力的NOx排放均随EGR的增大而减小，但在小EGR率下进气压力越高相应的NOx排放越低，中等EGR率下进气压力越高相应的NOx排放越高；不同进气压力下的soot排放随EGR的提高都是先增大后减小，进气压力越高，则soot出现下降

5、趋势所对应的EGR率越大。关键词：压燃式发动机，进气条件，预混合燃烧，宽馏程燃料，排放IABSTRACTTheEffectofIntakeConditionsonFormationofMixtureandCombustionofPremixedCompressionIgnitionEngineWithrapideconomicdevelopmentinChina,theownershipofautomobilemarketincreasedgradually.Carsmakepeopleconv

6、enientandresultinenvironmentalpollutionandenergyconsumptionatthesametime.Tomeetfutureemissionregulations,energyconservationandemissionsreductionarenecessary.Bycontrollingtheintakeboundaryconditionsandcouplinginjectionstrategytooptimizethecombustionin

7、cylinderareimportantmeasuresonemissionreduction.Ontheotherhand,theeffectoffuelpropertiesonformationofmixtureandcombustionareveryinfluential.Thetextbenchofahighpressurecommon-raildieselenginewasstudiedandtheEGRratiowascontrolledbyelectronicEGRvalve.Th

8、estateIVdieselwasusedasbasicfuel,byaddingdifferentproportionsofgasoline,thewidedistillationrangefuelswithdifferentphysicochemicalpropertieswereproduced.TheeffectsofEGRrateandinjectionparametersonpremixedcompressionignitionenginewereanalyzedintextbenc