柴油機(jī)廢氣再循環(huán)和蒸氣注入的試驗(yàn)研究

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柴油機(jī)廢氣再循環(huán)和蒸氣注入的試驗(yàn)研究

為了降低NOx的排放，通常采用在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸之中注入水蒸氣的方法和利用廢氣再循環(huán)（EGR）技術(shù)。當(dāng)前水注入的方法應(yīng)用廣泛，目的是通過降低氣缸中的局部最高溫度和NOx的形成速率，并通過增加液滴微爆來提高水的霧化。利用EGR技術(shù)，即通過注入廢氣來降低氣缸中的局部溫度，降低NOx的形成速率。雖然上述兩種方法都有應(yīng)用，但之前沒有人將兩種方法聯(lián)合使用并進(jìn)行研究，本文則對(duì)蒸氣注入柴油機(jī)中同時(shí)利用EGR技術(shù)進(jìn)行理論和試驗(yàn)研究。建立試驗(yàn)和燃燒模型。基于燃燒模型，在一臺(tái)能夠進(jìn)行EGR的蒸氣注入柴油機(jī)上進(jìn)行相關(guān)過程試驗(yàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作在滿負(fù)荷條件下，每個(gè)周期的燃料噴射量中，按照20%的蒸氣（S20）和10%的廢氣（E10）比例進(jìn)行注入。在發(fā)動(dòng)機(jī)性能，以及NOx、CO、CO2和HC排放等方面，與僅注入S20條件相比較。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)混合注入S20和E10時(shí)，CO的排放量最高能減少約48.3%；而僅注入S20時(shí)，則會(huì)增加3.5%的燃料消耗率。很明顯，S20＋E10的組合能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)在各個(gè)轉(zhuǎn)速下提高燃料消耗效率。而最佳工作點(diǎn)是在2000r/min發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，燃料消耗效率增加1.2%，同時(shí)降低45.3%的CO排放量。進(jìn)一步提高注入廢氣比例E30則優(yōu)勢(shì)更加明顯，能夠降低火焰溫度，減少77.3%的NOx排放，同時(shí)還會(huì)提高9.2%的燃料消耗效率。

刊名：Energy（英）

刊期：2014年第6期

作者：Gorkem Kokkülünk et al

編譯：陳鵬飛