進氣富氧對增壓柴油機燃燒與排放影響的試驗與計算研究.pdf

1、在柴油機上應用進氣富氧技術(shù)不但可以顯著降低碳煙的排放，而且還能夠提高燃燒熱效率、增加發(fā)動機功率密度。為此，國內(nèi)外研究人員對柴油機富氧燃燒技術(shù)和理論進行了積極的探索。本文采取臺架試驗與模擬計算相結(jié)合的研究方法對進氣富氧技術(shù)與增壓技術(shù)的聯(lián)合應用開展研究，探索進氣富氧對增壓柴油機燃燒與排放的影響規(guī)律，對進氣富氧技術(shù)的發(fā)展與完善具有重要意義。
　　 在增壓中冷柴油機上應用自行設(shè)計的氧氣供給系統(tǒng)，進行進氣中氧氣體積百分數(shù)分別為21％、22

2、％、23％、24％的富氧燃燒試驗。研究發(fā)現(xiàn)：在氧氣體積百分數(shù)21％～24％的范圍內(nèi)，隨著進氣氧濃度的增加，柴油機的比油耗略有下降，最大輸出功率增加，碳煙排放大幅減少，但NOx排放顯著增加。而采用減小供油提前角的措施可以實現(xiàn)在有效減少碳煙排放的同時抑制NOx增長的效果。
　　 通過測量缸內(nèi)壓力、高壓油管壓力以及其它運行參數(shù)，獲取滯燃期、壓力升高率、燃燒放熱規(guī)律等燃燒過程信息，分析探討了進氣富氧對燃燒過程的影響。研究表明：在氧氣體積

3、百分數(shù)21％～24％的范圍內(nèi)，隨著進氣氧濃度的增加，柴油機的著火滯燃期明顯縮短，著火始點和放熱始點前移，缸內(nèi)最高燃燒壓力增大，最大壓力升高率和預混放熱峰值有先增加后減小的趨勢，預混燃燒期縮短，擴散燃燒期放熱峰值增大。這是因為進氣中氧濃度的增加有助于加快燃油分子的先期氧化反應，加快著火前的化學準備過程，進而縮短滯燃期。而著火的化學準備、預混燃燒速率、滯燃期內(nèi)噴油量這三方面的因素共同影響著最大壓力升高率和預混放熱峰值。
　　 基于K

4、IVA-3V軟件，對增壓柴油機進氣富氧燃燒的工作過程進行了模擬計算，獲得了缸內(nèi)壓力、缸內(nèi)氣體平均溫度、瞬時放熱率等燃燒過程參數(shù)，進一步從理論上探討了進氣富氧對燃燒過程的影響，并對碳煙、NOx、CO的生成歷程進行了分析。結(jié)果表明，在氧氣體積百分數(shù)21％～24％的范圍內(nèi)，隨著進氣氧濃度的增加，最高燃燒壓力和最高燃燒溫度不斷增大，預混燃燒放熱峰值變化不明顯，擴散燃燒放熱峰值增大，碳煙和CO的排放量有所降低，但NOx排放量顯著增加。另外，隨著進