基于外部廢氣再循環(huán)的甲醇均質(zhì)壓燃發(fā)動機(jī)試驗(yàn)研究.pdf

1、石油資源匱乏與環(huán)境污染已成為當(dāng)今世界各國面臨的兩大難題。內(nèi)燃機(jī)作為汽車等動力裝置的主要原動機(jī),是環(huán)境污染和消耗石油資源的大戶,因此實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)的節(jié)能減排至關(guān)重要。均質(zhì)壓燃(HCCI,HomogeneousChargeCompressionIgnition)發(fā)動機(jī)結(jié)合了傳統(tǒng)汽油機(jī)與柴油機(jī)的優(yōu)點(diǎn),具有高熱效率和低排放的特點(diǎn),為此得到汽車和內(nèi)燃機(jī)業(yè)界人士的廣泛關(guān)注。燃燒過程的精確控制和運(yùn)行范圍的拓展是當(dāng)前HCCI發(fā)動機(jī)面臨的主要難點(diǎn)。
　

2、　 廢氣再循環(huán)(EGR,ExhaustGasRecirculation)是實(shí)現(xiàn)HCCI燃燒很重要的一項(xiàng)措施,分為內(nèi)部EGR和外部EGR。本文在一臺改裝后的發(fā)動機(jī)上,通過試驗(yàn)研究分析了外部EGR對甲醇HCCI發(fā)動機(jī)的燃燒與排放特性、發(fā)動機(jī)性能以及運(yùn)行范圍的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:
　　 外部EGR對甲醇HCCI燃燒相位具有顯著的影響,隨EGR率的增加,CA50逐漸推遲,燃燒持續(xù)期逐漸延長,且推遲和延長的速度逐漸加快。但影響的程度因混

3、合氣濃度的不同而有所不同,每一混合氣濃度下都存在一個(gè)最佳EGR率,使平均指示壓力(pi)和熱效率達(dá)到最大,且該最佳EGR率隨混合氣濃度的增加而逐漸增大。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,廢氣加熱作用對缸內(nèi)燃燒的影響相對較弱,主要是稀釋和熱容的影響較大。
　　 隨EGR率的增加,HC和CO排放逐漸增加,且增加的幅度逐漸變大。NOx排放在過量空氣系數(shù)為1.8-2.0之間時(shí)幾乎都為0,僅在過量空氣系數(shù)為1.6和1.5時(shí)存在,且隨著EGR率的增加,其排放數(shù)

4、值迅速下降。據(jù)此,NOx排放可作為HCCI發(fā)動機(jī)是否產(chǎn)生爆震燃燒的判斷依據(jù)之一。
　　 外部EGR可使甲醇HCCI燃燒向更濃的混合氣方向拓展,使發(fā)動機(jī)的最大平均指示壓力由無EGR時(shí)的0.37MPa增加到0.50MPa,增長了約35％。平均指示壓力的覆蓋范圍隨EGR率的增加逐漸有所拓寬,在EGR率為12％-15％之間時(shí)達(dá)到最大,約有0.22MPa的變動。但隨混合氣濃度的降低,外部EGR拓展平均指示壓力上限的能力逐漸降低,在λ=2.