基于复合喷射的掺氢汽油机燃烧及排放试验研究

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1、＋２：１０１８３分类号：ＴＫ４２１．单位代码２２４０研究生学号：２０１５４１密级：公开吉林大学硕士学位论文学术学位（）基于复合喷射的掺氢汽油机燃烧及排放试验研究ＥｘｅｒｉｏｎａｆｐｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎＣｏｍｂｕｓｔｎｄＥｍｉｓｓｉｏｎｏＨｙｄｒｏｇｅｎＭｉｘｉｎｇＥｎｉｎｅｗｉｔｈＣｏｍｂｉｎｅｄＩｎｅｃｔｉｏｎｇｊ一作者姓名：左雄男专业：动力工程及工程热物理研究方向：内燃机工作过程优化及控制指导教师：于秀敏教授培养单位：汽车工程学院２０１８年６月———————

2、———————————————基于复合喷射的掺氢汽油机燃烧及排放试验研究——————————————————————ExperimentalStudyonCombustionandEmissionofHydrogenMixingEnginewithCombinedInjection—————————————————————————————————作者姓名：左雄一男专业名称：动力工程及工程热物理研究方向：内燃机工作工程优化及控制指导教师：于秀敏教授学位类别：工学硕士答辩日期：201862年月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版

3、本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导。下，独立进行研宄工作所取得的成果除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担、学位论文作者签名

4、：丸蟓尾日期：：ｗ年《月ｒ日ＩＩ摘要随着能源安全问题和环境问题的日益突出，节能减排成为内燃机发展的必然趋势。本文利用一台能够实现汽油进气道喷射、氢气/汽油缸内直喷的复合喷射汽油机进行对比试验，探究点火时刻、缸内喷射压力以及缸内喷射时刻对发动机燃烧及排放特性的影响。三个对比试验组分别是三种不同的喷射模式-进气道喷油模式（PFI模式）、进气道喷油结合缸内喷油模式（PFI+GDI模式）、进气道喷油结合缸内喷氢模式（PFI+HDI模式），采用对比的手段，以凸显复合喷射技术和掺氢技术的作用，通过试验研究得出的主要结论如下：（1）采用复合喷射

5、技术后，由于能够形成分层混合气，发动机的燃烧和排放特性都得到了明显的提高。分层混合气能够促使燃料燃烧得更加完全，这有利于提高发动机的经济性、动力性，并且会使CO和HC排放明显下降。但采用缸内复合喷射后会使缸内温度升高，从而导致NOx排放明显上升。（2）汽油机掺氢后，缸内燃烧状态得到改善，燃料燃烧更快、更集中、更完全，因此掺氢汽油机的BSFC更低、动力性更强、CO排放更低，再加上氢气有着更短的淬熄距离，所以HC排放更低。但由于掺氢后缸内燃烧温度更高，为NOx排放的产生提供了有利条件，汽油机掺氢会导致NOx排放升高。（3）三种喷射模式下，点火时刻对发

6、动机的性能影响相同，随着点火时刻的提前，发动机动力性和经济性先上升后下降，HC和NOx排放升高。点火时刻对CO排放影响不大。（4）对于液态燃料汽油，存在一个缸内喷射压力使得发动机性能最佳，小于该压力，汽油雾化效果较差，大于该压力，过长的贯穿距离导致喷雾撞壁，上述两者均会使发动机性能下降。对于气态燃料氢气，也存在一个缸内喷射压力使得发动机性能最佳，由于缸内喷射压力的变化影响气流速率，从而影响气缸内整体的气流运动，存在最佳的缸内喷射压力使得缸内混合气配合最佳，并且通过试验发现，不同点火时刻下的最佳缸内喷射压力不同，说明缸内喷射压力与点火时刻存在配合关

7、系。（5）对于液态燃料汽油，存在一个缸内喷射时刻使得发动机性能最佳，且该最佳喷射时刻不受到点火时刻的影响。对于气态燃料氢气，也存在一个缸内喷射时刻使得发动机性能最佳，但是该最佳喷射时刻会受到点火时刻的影响。I（6）在最佳的缸内喷射压力和最佳的缸内喷射时刻下，缸内燃烧状态最佳，燃料燃烧更快、更集中且更完善，因此动力性提高、HC和CO排放下降，但是缸内的高温会导致NOx排放升高。关键词：汽油机，复合喷射，掺氢，燃烧特性，排放特性IIAbstractWiththeenergyandenvironmentalissuesbecomingincreasin

8、glyprominent,energysaving,emissionsreductionhasbecomeaninevitabletre