柴油射流控制柴汽油預(yù)混合壓縮著火相位研究.pdf

1、預(yù)混合壓燃在內(nèi)燃機(jī)高效和低排放燃燒方面優(yōu)勢顯著,而著火相位的控制是預(yù)混合壓燃模式面臨的核心問題。為了控制預(yù)混合壓燃的著火相位、改善缸內(nèi)混合，提出了柴油射流控制柴汽油預(yù)混合壓縮著火方案，屬于射流控制壓縮著火（Jet Controlled Compression Ignition–JCCI）的一種。在壓縮沖程早期通過向缸內(nèi)預(yù)噴入柴汽油混合燃料形成預(yù)混合氣，降低壓縮比避免預(yù)混合氣被壓燃。壓縮上止點(diǎn)附近噴射柴油射流，在給定壓縮比條件下，柴油射流

2、被壓燃，缸內(nèi)溫度和壓力升高，達(dá)到預(yù)混合氣著火條件，預(yù)混合氣大范圍著火，進(jìn)而達(dá)到控制預(yù)混合氣著火相位的目的。
　　本文對柴油射流控制柴汽油預(yù)混合壓縮著火相位進(jìn)行了試驗(yàn)和模擬研究。臺架試驗(yàn)結(jié)果表明：在BMEP為0.27MPa工況下，著火相位在較大的曲軸轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)與柴油射流正時呈較好的線性關(guān)系，說明柴油射流控制柴汽油預(yù)混合壓縮著火能夠?qū)崿F(xiàn)對著火相位的主動控制；燃燒過程分為兩個階段，首先是柴油射流被壓燃，缸內(nèi)溫度和壓力升高，達(dá)到預(yù)混合氣著

3、火條件，缸內(nèi)未燃預(yù)混合氣大范圍著火；隨著預(yù)噴正時的推遲，放熱率呈現(xiàn)由單峰較慢放熱至雙峰放熱至最后的單峰快速放熱的變化規(guī)律。單峰快速放熱情況下，燃燒速率最快，壓力升高率最大；分別使用三種不同混合比例柴汽油混合燃料D10、D30和D50作為預(yù)噴燃料，在較大曲軸轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，著火相位均與柴油射流正時呈現(xiàn)較好的線性關(guān)系。說明預(yù)噴柴汽油比例不同時，該系統(tǒng)均能控制著火相位，且隨著預(yù)噴射燃料中柴油比例的增加，缸內(nèi)預(yù)混合氣沒有發(fā)生提前自燃的情況。但隨著柴

4、油射流正時的進(jìn)一步提前，使用D10作為預(yù)噴燃料的試驗(yàn)中，著火相位提前幅度逐漸減??；在本文所有試驗(yàn)條件下，尾氣中煙度極低，說明柴油射流控制柴汽油預(yù)混合壓縮著火對于改善缸內(nèi)混合、降低局部當(dāng)量比,控制柴油機(jī)碳煙排放起到了重要作用。模擬結(jié)果表明：燃燒過程分為兩個階段，分別是柴油射流被壓燃階段和預(yù)混合氣大范圍著火階段；NOX主要產(chǎn)生于柴油射流區(qū)域，預(yù)混合氣燃燒區(qū)域中的 NOX生成量很少；隨著EGR率的增加，著火相位逐漸推遲，缸內(nèi)最高溫度下降并且最