可變進氣門正時和渦流比對重型柴油機燃燒及排放的影響

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可變進氣門正時和渦流比對重型柴油機燃燒及排放的影響

柴油機在燃燒效率和燃油消耗方面有很大的優勢，但存在一個被稱作“柴油困境”的關鍵問題，即NOx排放較低時，煙塵排放較高，反之亦然。采用EGR（廢氣再循環）技術，在低溫環境下會產生大量的CO和HC。為了避免這種情況的發生，研究了部分預混燃燒現象。實現這種燃燒模式的一種方法是通過調節進氣門關閉正時來增加點火延遲，從而提高有效壓縮比。

本研究的目的是基于試驗，研究采用延遲和提早關閉進氣門以減少NOx排放的可能性，而不會增加煙塵或者未燃燒的HC及燃料的消耗。另外，還研究了旋流數增加（0.2～2.5）帶來的影響。通過調整提前噴射角，使燃燒正時（CA50）保持恒定。通過EGR技術和高噴射壓力能否實現優化燃燒目的，也是本文研究內容。此外，對于給定的EGR值，氣流保持恒定不變。

試驗用發動機是配備了具有可變針針閥開啟壓力的電子控制單元注入器的單缸重型直噴式柴油機。其幾何形狀基于沃爾沃D12C正常系列發動機，壓縮比由18.5降低到17。該發動機還配備了一個完全靈活的氣動進氣門系統，可實現提前/延遲進氣門的關閉時間和多變旋流值。

研究結果表明，延遲或提前的進氣門關閉，可實現部分預混燃燒（實現低煙塵和低NOx的排放），而不會增加燃油消耗。

Malin Ehleskog et al. SAE 2012-01-1719.

編譯：張振偉