基于預(yù)混燃料策略的柴油機(jī)燃燒和排放研究

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基于預(yù)混燃料策略的柴油機(jī)燃燒和排放研究

更為嚴(yán)格的汽車排放法規(guī)迫使各種后處理系統(tǒng)應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上，這些系統(tǒng)包括廢氣再循環(huán)系統(tǒng)、柴油氧化催化劑、柴油微粒過(guò)濾器和選擇性催化還原裝置。后處理系統(tǒng)工作條件較為復(fù)雜，常需要在特定的溫度和廢氣組成下才能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)排放性能最佳。為保證合適的后處理系統(tǒng)工作條件，本文通過(guò)試驗(yàn)重點(diǎn)探究柴油機(jī)柴油燃料直噴的噴油策略，還分析了使用替代燃料和雙燃料對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。

試驗(yàn)在加拿大溫莎大學(xué)清潔柴油機(jī)試驗(yàn)室進(jìn)行。采用一個(gè)直列4缸福特博格華納發(fā)動(dòng)機(jī)。試驗(yàn)僅在一個(gè)氣缸中進(jìn)行，該缸配備獨(dú)立的進(jìn)、排氣歧管和燃油噴射系統(tǒng)。通過(guò)一個(gè)壓力調(diào)節(jié)器控制的空氣壓縮機(jī)提供進(jìn)氣壓力。缸內(nèi)安裝壓力傳感器記錄氣缸內(nèi)壓力變化。排氣溫度利用安裝在排氣管下游的K型熱電偶記錄。所有試驗(yàn)均在穩(wěn)態(tài)條件下進(jìn)行，共提供了5種噴油策略：超低硫柴油直接噴射、乙醇直接噴射、丁醇直接噴射、柴油乙醇雙燃料直接噴射、柴油丁醇雙燃料直接噴射。通過(guò)非色散紅外檢測(cè)器測(cè)量進(jìn)排氣CO2和CO，化學(xué)發(fā)光探測(cè)器測(cè)量NOx，火焰離子化檢測(cè)器測(cè)量HC排放量，煙度計(jì)測(cè)量煙霧排放。試驗(yàn)結(jié)果顯示，發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出、排氣溫度和排氣組成對(duì)噴油正時(shí)十分敏感。發(fā)動(dòng)機(jī)為了產(chǎn)生更大的輸出功率，相對(duì)提前的噴油正時(shí)最適合，當(dāng)噴油正時(shí)逐漸延遲時(shí)，輸出功率逐漸下降。而相對(duì)提前的噴油正時(shí)同樣會(huì)提高排氣溫度和排氣中高反應(yīng)活性物質(zhì)的數(shù)量。因此，一個(gè)適中的提前噴油正時(shí)最合理，延遲的噴油正時(shí)最不可取。在一般情況下，替代燃料和雙燃料噴射策略可以降低NOx和煙霧排放并降低排氣溫度，且在提前噴油正時(shí)可以減少HC和CO的排放。

刊名：Applied Energy（英）

刊期：2015年第157期

作者：Marko Jeftic

編譯：陳丁躍