進(jìn)氣富氧對(duì)增壓柴油機(jī)燃燒與排放影響的試驗(yàn)與計(jì)算研究.pdf

1、在柴油機(jī)上應(yīng)用進(jìn)氣富氧技術(shù)不但可以顯著降低碳煙的排放，而且還能夠提高燃燒熱效率、增加發(fā)動(dòng)機(jī)功率密度。為此，國內(nèi)外研究人員對(duì)柴油機(jī)富氧燃燒技術(shù)和理論進(jìn)行了積極的探索。本文采取臺(tái)架試驗(yàn)與模擬計(jì)算相結(jié)合的研究方法對(duì)進(jìn)氣富氧技術(shù)與增壓技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用開展研究，探索進(jìn)氣富氧對(duì)增壓柴油機(jī)燃燒與排放的影響規(guī)律，對(duì)進(jìn)氣富氧技術(shù)的發(fā)展與完善具有重要意義。
　　 在增壓中冷柴油機(jī)上應(yīng)用自行設(shè)計(jì)的氧氣供給系統(tǒng)，進(jìn)行進(jìn)氣中氧氣體積百分?jǐn)?shù)分別為21％、22

2、％、23％、24％的富氧燃燒試驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)：在氧氣體積百分?jǐn)?shù)21％～24％的范圍內(nèi)，隨著進(jìn)氣氧濃度的增加，柴油機(jī)的比油耗略有下降，最大輸出功率增加，碳煙排放大幅減少，但NOx排放顯著增加。而采用減小供油提前角的措施可以實(shí)現(xiàn)在有效減少碳煙排放的同時(shí)抑制NOx增長(zhǎng)的效果。
　　 通過測(cè)量缸內(nèi)壓力、高壓油管壓力以及其它運(yùn)行參數(shù)，獲取滯燃期、壓力升高率、燃燒放熱規(guī)律等燃燒過程信息，分析探討了進(jìn)氣富氧對(duì)燃燒過程的影響。研究表明：在氧氣體積

3、百分?jǐn)?shù)21％～24％的范圍內(nèi)，隨著進(jìn)氣氧濃度的增加，柴油機(jī)的著火滯燃期明顯縮短，著火始點(diǎn)和放熱始點(diǎn)前移，缸內(nèi)最高燃燒壓力增大，最大壓力升高率和預(yù)混放熱峰值有先增加后減小的趨勢(shì)，預(yù)混燃燒期縮短，擴(kuò)散燃燒期放熱峰值增大。這是因?yàn)檫M(jìn)氣中氧濃度的增加有助于加快燃油分子的先期氧化反應(yīng)，加快著火前的化學(xué)準(zhǔn)備過程，進(jìn)而縮短滯燃期。而著火的化學(xué)準(zhǔn)備、預(yù)混燃燒速率、滯燃期內(nèi)噴油量這三方面的因素共同影響著最大壓力升高率和預(yù)混放熱峰值。
　　 基于K

4、IVA-3V軟件，對(duì)增壓柴油機(jī)進(jìn)氣富氧燃燒的工作過程進(jìn)行了模擬計(jì)算，獲得了缸內(nèi)壓力、缸內(nèi)氣體平均溫度、瞬時(shí)放熱率等燃燒過程參數(shù)，進(jìn)一步從理論上探討了進(jìn)氣富氧對(duì)燃燒過程的影響，并對(duì)碳煙、NOx、CO的生成歷程進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，在氧氣體積百分?jǐn)?shù)21％～24％的范圍內(nèi)，隨著進(jìn)氣氧濃度的增加，最高燃燒壓力和最高燃燒溫度不斷增大，預(yù)混燃燒放熱峰值變化不明顯，擴(kuò)散燃燒放熱峰值增大，碳煙和CO的排放量有所降低，但NOx排放量顯著增加。另外，隨著進(jìn)