基于廢氣循環(huán)和米勒循環(huán)混合控制的重型柴油機(jī)低溫燃燒技術(shù)分析

?

基于廢氣循環(huán)和米勒循環(huán)混合控制的重型柴油機(jī)低溫燃燒技術(shù)分析

壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)未來(lái)的發(fā)展取決于其在燃料消耗及與火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)力。低溫燃燒（LTC）技術(shù)是一種很有發(fā)展前途的可作為現(xiàn)有技術(shù)的替代技術(shù)，能夠有效地減少NOx和煙塵的排放。研究利用LTC的同時(shí)保持傳統(tǒng)的混合控制燃燒過(guò)程，以此克服高度預(yù)混合（highly-premixed）燃燒技術(shù)的缺點(diǎn)，其中包括負(fù)荷限制和燃燒控制的缺乏。建立了2種策略實(shí)現(xiàn)混合控制低溫燃燒（MCLTC）：①主要依賴(lài)降低攝入氧氣的濃度，同時(shí)加快廢氣再循環(huán)（EGR）的冷卻速度；②通過(guò)加大進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉的角度以減少有效的壓縮比，達(dá)到降低壓縮溫度的目的，通過(guò)提高增壓壓力（米勒循環(huán)）來(lái)補(bǔ)償控制質(zhì)量的損失。通過(guò)一個(gè)單缸重型發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)這2種策略進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。通過(guò)對(duì)噴射所使用的硬件和配置進(jìn)行調(diào)整，以符合MCLTC技術(shù)的要求。減小噴嘴直徑（100mm），提高噴射壓力（235MPa）。此外，通過(guò)建立3D-CFD模型觀察噴射燃燒過(guò)程氣缸內(nèi)的燃燒情況。測(cè)試驗(yàn)證了2種策略的可行性和減少NOx、煙塵排放方面的作用，但增加了燃料消耗。2種策略在燃燒過(guò)程中還是表現(xiàn)出了在當(dāng)量比和溫度等方面與傳統(tǒng)燃燒技術(shù)有本質(zhì)的不同。

刊名：Energy（英）

刊期：2014年第5期

作者：Jesús Benajes et al

編譯：陳鵬飛