EGR对柴油机燃烧影响的可视化研究.pdf

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1、第5期2015年10月内燃机InternalCombustionEnginesNo．5Oct．2015EGR对柴油机燃烧影响的可视化研究杜宏飞，虞浏，刘江唯，白晨盱，窦慧莉(中国第一汽车股份有限公司技术中心，吉林长春130011)摘要：基于单缸柴油机和phantom高速相机，搭建柴油机燃烧过程可视化平台，进行EGR对柴油机燃烧影响的可视化研究。在不同EGR率条件下分析了EGR对燃烧过程和火焰温度的影响规律。研究表明，通过可视化平台可以从燃烧室底部直接拍摄燃烧火焰。在小负荷、自然吸气条件下，随着EGR引入，着

2、火时刻推迟，火焰温度降低，高温区域的面积减小。EGR率为20％时，缸内着火区域面积明显减小，火焰亮度显著降低。缸压数据分析结果显示，随着EGR率的增加，爆发压力和放热率峰值减小，缸内平均温度降低。关键词：单缸柴油机；可视化；EGR；火焰温度中图分类号：TK421文献标识码：A文章编号：1000—6494(2015)05—0030—04VisualizationofTheInfluenceofEGRonCombustioninDieselEngineDUHongfei，YU“u，LIUJiangwei，BAI

3、Chenxu，DOUHuili(ChinaFAWCo．，Ltd．，R&DCenter，Changchun130011)Abstract：Basedonacylinderdieselengineandphantomhighspeedcamera,buildavisualizationplatformforcombustionprocessofadieselengine．InfluenceofEGRoncombustionandflametemperaturewerestudiedthroughcylinder

4、processhighspeedphotographyunderdifferentEGRratio．Thestudyillustratedthatcombustionflamewasshotdirectlythroughvisualizationplatformformthebottom．Undersmallloadandnaturallyaspiratedcondition，witlItheEGRratioincreased，ignitiondelayed，flametemperaturedecrease

5、d，areaofthehightemperaturezonereduced．WhentheEGRratiowas20％，flameareadecreased，lightintensityweakenedremarkably．CylinderpressureanalysisshowedthatwiththeEGRratioincreased，cylinderpressure，thepeakofheatreleaserateandcylinderaveragetemperaturereduced．Keyword

6、s：dieselengine；visualization；EGR；flametemperature0前言随着环境污染问题的突出和柴油机排放法规的日益严格，柴油机的节能减排面临更大的挑战。NOx作为柴油机主要排放物，其生成强烈地依赖温度和氧气浓度。废气再循环(EGR)能降低缸内燃烧温度和氧气浓度，是降低NOx排放的有效措施”41。越来越多的研究机构开展了缸内燃烧过程的可视化研究，应用较多的主要有三种形式。一种是采用激光辅助手段，结合光学发动机，通过高能量激光激发燃烧火焰中的燃烧自由基产生荧光，由ICCD相机系

7、统接受荧光信号，获得火焰信息。但是该方法只能分析片光源照亮区域的燃烧状态，且受到光学发动机的强度限制，不能进行大负荷测作者简介：杜宏飞(1984一)，男，硕士研究生，主要研究方向为柴油机燃烧与排放技术。收稿日期：2015—05—21试。第二种方法是借助内窥镜直接观察燃烧火焰，该方法不需要光学发动机，只需在原机上进行改制，增加内窥镜探头，可以进行大负荷测试，但是该方法的观察区域有限，不能反映整个燃烧室的信息。第三种方法是在原发动机基础上增加延长缸体、延长活塞、反射镜，利用高速相机实现从活塞底部观察燃烧火焰。该

8、方法优点是可视范围广，缺点是不能进行大负荷测试，且发动机运转时间不宜过长H”。本研究采用第三种方法，在单缸柴油机基础上搭建了可视化平台，在小负荷、自然吸气试验条件下采集燃烧图像，结合双色法和缸压分析，研究了EGR对燃烧过程和火焰温度的影响。1试验设备试验采用的基础发动机为单缸柴油机，具体参数见表1。在基础发动机上增加延长缸体、延长活塞、45。反射镜、石英燃烧室，搭建了可视化第5期杜宏飞，等：EGR对柴油机燃烧影响