轻型柴油机预混合低温燃烧路径优化试验及分析.pdf

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1、第30卷第15期农业工程学报Vbl-30NO．152014年8月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringAug．201483轻型柴油机预混合低温燃烧路径优化试验及分析尹必峰，王佳，何建光2，徐毅2，贾和坤(1．江苏大学汽车与交通工程学院，镇江212013；2．常柴股份有限公司，常州213001)摘要：为探索轻型车用柴油机在中小负荷率工况下实现超低排放的预混合低温燃烧策略，以某四缸轻型车用柴油机为样机，在中小负荷率工况下，进行了喷射正时、废气再循环率(exhaustgasrecirculation，EGR)、进气温度、喷射

2、压力、预喷射等不同控制参数对柴油机预混合低温燃烧影响的试验研究。证明适时早喷射可延长预混合期实现预混合燃烧，改善柴油机碳烟排放；采用高比例EGR技术降低进气氧浓度能有效控制预混合燃烧温度，可有效降低NO排放，同时可推迟由早喷射造成的过早的燃烧相位；在适时早喷射结合高比例EGR的基础上，协同优化喷射压力、进气温度与预喷射参数改善NO和碳烟排放Trade．of关系，以实现超低排放的预混合低温燃烧；通过预混合低温燃烧路径优化后，10％、25％3150％负荷率工况NOx排放与原机相比分别降低97．8％、80．7％31162．1％，碳烟排放分别降低76％、93．9％和47．1％。3个负荷率工况下优化后

3、的有效燃油消耗率比优化前略有上升。研究结果为轻型柴油机预混合低温燃烧过程的优化及污染物排放控制技术提供了理论基础。关键词：柴油机；优化；燃烧；预混合低温燃烧；早喷射；废气再循环doi：10．3969~．issn．1002—6819．2014．15．012中图分类号：TK421．5文献标志码：A文章编号：1002—6819(2014)一15-0083—10尹必峰，王佳，何建光，等．轻型柴油机预混合低温燃烧路径优化试验及分析[J]农业工程学报，2014，30(15)：83—92．YinBi~ng，WangJia，HeJianguang，eta1．Experimentandanalysisonpa

4、thoptimizationoflow—temperaturepremixedcombustionforlight—dutyvehicledieselengine[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2014，30(15)：83-92．(inChinesewithEnglishabstract)混合燃烧滞燃期的影响，研究表明提高喷油压力、0引言增大EGR与在上止点附近推迟喷油，其滞燃期均燃烧过程是决定柴油机各项性能指标的关键，会增大，这与传统燃烧方式一样。但是喷油

5、定时曲合理组织燃烧过程是改善柴油机综合性能的根本轴转角在一9。CA(曲轴转角为负数时表示上止点前，途径【JJ。因此国内外研究学者在发动机缸内燃烧领为正数时表示上止点后)之前，喷油定时对滞燃期域进行了一系列深入研肃l。几乎没有影响。KandaT等[221在单缸试验机上进行在均质充量压缩点火燃烧模式的研究基础上，了喷射正时与EGR的影响，研究表明，随着将喷国内外研究机构提出了一系列的燃烧概念和燃烧射正时从一12。CA逐渐提前到一56。CA，NO显著降系统。预混合充量压缩点火燃烧模式可使柴油低，但是燃油湿壁造成了碳烟(Soot)与CO的恶机在较低的缸内燃烧温度与较小的燃油当量比区化；在预混合燃烧区

6、域，EGR对稀释混合气浓度以域运行，可实现柴油机的超低排放，被认为是一种及推迟着火起着重要的作用，当EGR率为54％时，较有前景的燃烧策略[13-16】。低温燃烧方式则允许气可以使着火时间向上止点附近移动并且使发动机缸内存在更浓的混合气，它是通过降低氧浓度来改的平均有效压力得到有效地提升。Wahlin等L2ljJ在重变燃烧历程，避开NO和碳烟的生成区"⋯。型单缸试验机上将喷射正时控制在一70到50。CA之郑金保等L2lJ在一台缸径为110mm的6缸重型间，同时研究了喷油压力对排放性能的影响。其研柴油机上研究了废气再循环率(exhaustgas究结果表明，当喷油压力从50MPa增加到150MP

7、arecirculation，EGR)、喷射始点、喷射压力等对预时，NO和Soot排放都得到了降低，相反，CO和HC排放随着喷油压力的增加而增加。KimuraS等收稿日期：201404．29修订日期：2014．0623在1500r／min、平均指示有效压力为0．3MPa的试基金项目：江苏省科技支撑计划(BE2013042)；常州市科技支撑计划验工况下，通过优化EGR率、涡流比和喷射正时，(CE20120095