汽油機(jī)稀薄燃燒及NOx排放凈化數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究.pdf

1、節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境是人類社會可持續(xù)發(fā)展的兩大要素。內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展必須滿足低油耗和低排放的要求。汽油機(jī)稀薄燃燒不僅口丁以有效的降低燃油消耗，減少溫室氣體CO2的排放，還可以大大降低HC和CO的排放，但稀燃條件下NOx的排放問題限制了稀燃汽油機(jī)的發(fā)展。因此，進(jìn)一步研究稀薄燃燒及NOx排放控制技術(shù)非常重要。 在穩(wěn)流氣道試驗(yàn)臺上測量了試驗(yàn)用YH465汽油機(jī)的氣道特性和缸內(nèi)流動，YH465汽油機(jī)存在較強(qiáng)滾流和較弱渦流，可以實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒

2、。用AVL-boost軟件建立YH465汽油機(jī)一維數(shù)值模擬模型，通過試驗(yàn)驗(yàn)證，模型具有較高的準(zhǔn)確性，可以用于稀薄燃燒的數(shù)值模擬。 針對稀薄燃燒與排放策略的特殊要求，開發(fā)了汽油機(jī)稀薄燃燒電控系統(tǒng)，該系統(tǒng)用精確的噴油和點(diǎn)火控制實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒。在空燃比階躍控制過程中，嘗試采用模糊自整定PID參數(shù)的控制方法，達(dá)到了使轉(zhuǎn)速在空燃比階躍過程中的波動在預(yù)期可接受的范圍之內(nèi)。 在YH465汽油機(jī)數(shù)值模擬模型上從缸內(nèi)已燃質(zhì)量率出發(fā)，進(jìn)行了稀

3、薄燃燒的經(jīng)濟(jì)性和排放性特征研究。模擬分析了缸內(nèi)氣流運(yùn)動對稀薄燃燒的影響，存在最佳渦流比和最佳滾流比。在NOx排放控制方面，模擬了優(yōu)化空燃比策略、減小點(diǎn)火提前角策略、濃稀轉(zhuǎn)化策略和EGR策略，減小NOx排放的效果明顯。 在YH465汽油機(jī)上進(jìn)行了稀薄燃燒的循環(huán)波動和稀燃極限研究，該汽油機(jī)的稀燃極限在20.5～23之間，節(jié)油率在10％以上。對優(yōu)化空燃比結(jié)合三效催化器策略、濃稀轉(zhuǎn)化結(jié)合三效催化器策略和EGR策略進(jìn)行了試驗(yàn)研究，結(jié)果與模