基于外部廢氣再循環(huán)的甲醇均質(zhì)壓燃發(fā)動機試驗研究.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)燃機作為汽車等動力裝置的主要原動機,是環(huán)境污染和消耗石油資源的大戶,因此實現(xiàn)內(nèi)燃機的節(jié)能減排至關(guān)重要。均質(zhì)壓燃(HCCI,HomogeneousChargeCompressionIgnition)發(fā)動機結(jié)合了傳統(tǒng)汽油機與柴油機的優(yōu)點,具有高熱效率和低排放的特點,為此得到汽車和內(nèi)燃機業(yè)界人士的廣泛關(guān)注。燃燒過程的精確控制和運行范圍的拓展是當(dāng)前HCCI發(fā)動機面臨的主要難點。
　

2、　 廢氣再循環(huán)(EGR,ExhaustGasRecirculation)是實現(xiàn)HCCI燃燒很重要的一項措施,分為內(nèi)部EGR和外部EGR。本文在一臺改裝后的發(fā)動機上,通過試驗研究分析了外部EGR對甲醇HCCI發(fā)動機的燃燒與排放特性、發(fā)動機性能以及運行范圍的影響。試驗結(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最佳EGR率,使平均指示壓力(pi)和熱效率達到最大,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之間時幾乎都為0,僅在過量空氣系數(shù)為1.6和1.5時存在,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)動機的最大平均指示壓力由無EGR時的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％之間時達到最大,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.