喷嘴开启压力对DISI甲醇发动机燃烧和排放的影响.pdf

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1、第3期(总第218期)车用发动机No．3(SerialNo．218)2015年6月VEHICIEENGINEJun．2015喷嘴开启压力对DISI甲醇发动机燃烧和排放的影响宫长明，彭乐高，孙景震，王康，李栋。，陈天翔。(1．大连民族大学机电信息工程学院，辽宁大连ll6600；2．吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，吉林长春130025)摘要：在1台经过改装的1．99L自然吸气缸内直喷点燃式甲醇发动机上，进行了喷嘴开启压力对发动机有效热效率、燃烧及排放影响的试验研究。在发动机转速为2000r／min的各负荷工

2、况下，选取7．5MPa，12．5MPa和17．5MPa3个喷嘴开启压力进行试验分析。结果表明：随着喷嘴开启压力的降低，发动机有效热效率、最大缸内压力和放热率略微增加，但是在小负荷工况下降低喷嘴开启压力，HC排放和c()排放显著增加，在大负荷工况下提高喷嘴开启压力会使N()排放显著增加。关键词I燃料喷嘴；开启压力；缸内直喷；点燃式甲醇发动机；燃烧；排放DOI：10．3969／j．issn．1001—2222．2015．03．015中图分类号：TK464文献标志码：B文章编号I1001-2222(2015)03—

3、0070—06能源和环保问题一直是制约汽车行业发展的柴油机经济性、动力性和排放性的影响作了很多的重要因素，随着现代汽车行业的高速发展，中国汽车研究。。FengTao等就不同喷射压力对柴油机保有量与日剧增，随之带来的一系列问题也Et益凸各性能的影响作了相关研究并用KIVA3V和显。清洁替代燃料是解决能源和环保问题的途径之CHEMKIN进行了模拟l21]；姚春德就喷射压力对直一，在众多替代燃料中，甲醇最具潜力，国内外针对喷式柴油机燃烧的影响作了相关研究和分析；史甲醇发动机进行了一系列相关研究并取得了一定的绍熙等人

4、就提高喷射压力来改善130系列柴油机燃成果l】。。甲醇是一种无色透明、易挥发的可燃液烧过程作了试验分析。；吴亚兰利用PTC热敏电体，其沸点低，有利于与空气形成混合气，在发动机阻设计了甲醇蒸发器，采用外部加热模式保护喷嘴中易于实现清洁燃烧；甲醇的汽化潜热大，在发动机及加热元件，依据PTC热敏电阻的加热特性，提出上应用时，可以降低压缩功、提高充气系数，有利于了新型的加热控制模式以改善对蓄电池的冲击；提高发动机的动力性和经济性；甲醇富含氧，在内燃侯令川通过在生物柴油中掺杂甲醇研究得出，生物机中使用，能大幅度降低CO

5、和HC的排放l1。但柴油掺混甲醇可同时降低柴油机的NO，排放和烟甲醇十六烷值低，自燃温度高，汽化潜热大，很难在度l2。但针对直喷甲醇发动机的研究还不多，本研柴油机上直接应用。要在柴油机上燃用纯甲醇燃究选定一款柴油机并进行相应改动使之燃烧甲醇燃料，辅助装置或加热辅助装置不可或缺，也可用二甲料，用试验方法重点探索喷嘴开启压力对直喷点燃醚二次喷射的方法引燃甲醇混合气l1。传统柴油式甲醇发动机燃烧及排放的影响。机的燃料是分散喷入燃烧室，这种方式在甲醇发动1试验设备机高负荷时作用比较明显，对燃烧和排放也比较有利，但低负

6、荷时作用被大大削弱。低负荷时相邻点试验在1台1．99L单缸、四冲程、自然吸气、水火源之间的混合气非常稀薄，导致火焰传播质量变冷、高压缩比火花塞点燃式直喷甲醇发动机上进行，差，甚至有熄火现象发生。为了改善小喷油量时的直喷甲醇发动机由传统柴油机改装而成，对压缩比、火焰传播情况，燃油应集中喷射进燃烧室并要与缸喷油器及点火系统都作了相应改动。表1列出直喷内涡流形成良好的配合，这就对喷油器的喷射压力甲醇发动机与原柴油机相关参数的对比。高能量火和喷雾形状有了比较高的要求。国外就喷射压力对花点火系统能够产生一系列的连续火花

7、以点燃混合收稿日期：20l4—08—30；修回日期：201504—02基金项目：国家自然科学基金资助项目(51176063)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(DC201502010203)作者简介：宫长明(1964)，男，教授，博士，研究方向为发动机燃烧与排放控制；gongcm@dlnu．edu．cn。车用发动机2O15年第3期损失相对不变，一1一／p，负荷增加使P增加上强涡流作用，混合气均匀性好，分层很不明显，加，P相对保持不变，所以机械效率增加。随着负混合气整体较稀，在上止点附近燃烧部分较少，有效

8、荷增加，燃烧速度加快，燃烧效率提高，散热损失减热效率偏低。小，。提高，同时由于随负荷增加而增加，所以由2．3喷嘴开启压力对气缸压力和放热率的影响t—rlirim可知，有效热效率随着负荷增加而增加。图6示出2000r／min全负荷下喷嘴开启压力对气缸压力和放热率的影响。试验结果表明，喷射压力对缸内压力的影响并不明显，主要是因为甲醇本身黏度较小，蒸发性较好，容易形成可燃混合气。当喷嘴开启压力为7．5MP