直噴燃油特性對PPCI發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響的試驗(yàn)研究.pdf

1、高效清潔燃燒是當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。傳統(tǒng)壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的擴(kuò)散燃燒模式難以同時(shí)降低微粒和NOx排放,部分預(yù)混壓縮點(diǎn)燃PPCI(Partially Premixture Compression Ignition)發(fā)動(dòng)機(jī)具有壓燃式和點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的雙重優(yōu)點(diǎn),在保持原型發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出的前提下,具有實(shí)現(xiàn)高效率低排放的潛力,是一種具有優(yōu)良開發(fā)前景的新型燃燒模式。
　　本文在一臺單缸壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上,增加了天然氣進(jìn)氣預(yù)混系統(tǒng),并通過進(jìn)氣道摻

2、混CO2模擬EGR,對比研究了不同直噴液體燃料(柴油、生物柴油和DME)對PPCI發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒和排放性能的影響。
　　柴油直噴、CNG預(yù)混的PPCI發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒與排放試驗(yàn)研究表明:(1)隨著預(yù)混天然氣量的增加,燃燒相位推遲,最大爆發(fā)壓力降低,缸內(nèi)平均溫度降低;合理控制預(yù)混天然氣的比例,發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)量燃油消耗率能得到降低;CO及未燃HC排放增加,NOx的排放降低,在高負(fù)荷時(shí)碳煙排放降低。(2)與原柴油機(jī)相比,柴油直噴的PPCI發(fā)動(dòng)機(jī)在高

3、負(fù)荷時(shí)經(jīng)濟(jì)性能更好, NOx和碳煙排放減少,CO、未燃HC排放增加。(3)隨著EGR率的增加,最高爆發(fā)壓力下降,燃燒相位推遲,放熱率峰值略有增加;EGR率增加,當(dāng)量燃油消耗率變化不大,在低速時(shí)甚至略有改善;EGR率增加,CO排放增加,未燃HC變化不大,碳煙排放也基本不變,NOx排放大幅降低。
　　生物柴油直噴、CNG預(yù)混的PPCI發(fā)動(dòng)機(jī)性能研究表明:(1)直噴生物柴油 PPCI發(fā)動(dòng)機(jī)具有與直噴柴油 PPCI發(fā)動(dòng)機(jī)相似的燃燒排放性能

4、;(2)與直噴柴油PPCI發(fā)動(dòng)機(jī)相比,在天然氣預(yù)混率(RCNG)較小時(shí),其當(dāng)量燃油消耗率低,在RCNG較大時(shí)當(dāng)量燃油消耗率升高, CO降低,未燃HC基本不變,NOx排放和煙度排放降低;(3)與直噴柴油的PPCI發(fā)動(dòng)機(jī)相比,EGR對直噴生物柴油PPCI發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒排放性能的影響一致,不同的是,在高負(fù)荷時(shí)采用高EGR率時(shí),碳煙排放減少的幅度更大。
　　研究直噴DME的PPCI發(fā)動(dòng)機(jī)的性能表明:(1)燃料供給系統(tǒng)幾何參數(shù)基本不變的情況下

5、,相同轉(zhuǎn)速下,純DME發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率為原柴油機(jī)的40％左右;純DME發(fā)動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷時(shí),CO、NOx和碳煙排放更少,未燃HC排放增多。(2)與直噴柴油及生物柴油的PPCI發(fā)動(dòng)機(jī)相比,直噴DME的PPCI發(fā)動(dòng)機(jī)CO、未燃HC、NOx及碳煙排放更低。(3)直噴DME的PPCI發(fā)動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)無煙燃燒,且其能容許的EGR率更大,具有更好的降低NOx排放的潛力。
　　研究結(jié)果表明,合理選擇直噴燃料,能實(shí)現(xiàn)PPCI發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定燃燒,有效改善發(fā)動(dòng)機(jī)