柴油机预混合燃烧机理的研究
Study on Premixed Combustion Mechanism of Diesel Engine
柴油机预混合压缩燃烧是控制其排放的有效措施,因而引起国内外研究的重视。本论文结合CA498柴油机设计了基于文丘里管方式的增压发动机EGR系统和模拟EGR系统,在此基础上在小负荷领域加大EGR率(大于30%)和增大喷油提前角,通过改变这两个参数对柴油机预混合燃烧机理进行了试验研究,分析了小负荷下喷油提前角和EGR率变化对柴油机排放特性和燃烧特性的影响规律。试验结果表明:
1.随着喷油提前角的增大,燃烧始点前移,在喷油提前角较小时,NOx排放上升,烟度下降,HC和CO排放变化不大,最高燃烧压力、最大压力升高率和最大放热率都逐渐增大;喷油提前角较大时,NOx排放下降;烟度下降,HC和CO排放上升幅值较大,燃烧过程出现低温动力反应,放热率曲线明显呈现双阶段放热特征,最高燃烧压力、最大压力升高率和最大放热率都逐渐降低,其对应的曲轴转角相应推后。
2.随着EGR率的增大,NOx排放降低,烟度增加,HC和CO略有上升,燃烧始点推迟,燃烧最高压力降低,最大压力升高率和最大放热率都下降。
3.在喷油提前角和EGR率一定时,在小的喷油提前角下,随着转速的提高,NOx排放降低,烟度变化略有上升,HC和CO排放变化不大;在大的喷油提前角时,随着转速的升高,NOx排放升高,烟度变化不大,HC和CO排放呈下降趋势。
4.通过本文喷油提前角和EGR率对柴油机预混合燃烧机理的试验研究,可以发现在大的喷油提前角下通过加入一定的EGR能够扩大柴油机的预混合燃烧,减少扩散燃烧范围,从而达到降低NOx和碳烟排放的目的,从总体上改善柴油机的排放性能。
关键词:柴油;预混合燃烧;机理;EGR;喷油提前角;氮氧化物
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