燃料設(shè)計控制發(fā)動機燃燒與排放的試驗研究.pdf

1、本文從燃料設(shè)計的角度來探討對現(xiàn)有柴油機的燃燒特性和排放特性的改善潛力,同時在新建立的HCCI燃燒研究平臺上對發(fā)動機實現(xiàn)新型高效超低排放的HCCI燃燒模式進行了研究,分析了HCCI燃燒的著火時刻和燃燒速率的控制規(guī)律.根據(jù)燃料設(shè)計概念,選用多種含氧燃料與柴油以不同比例互溶互混,改變?nèi)剂系妮斶\參數(shù)和化學(xué)特性.以不同比例的甲縮醛/柴油混合燃料為研究對象,采用激光相位多普勒技術(shù),測試了混合燃料在一定噴射壓力下的噴霧特征,揭示了甲縮醛/柴油混合燃料

2、噴霧的粒徑和速度分布規(guī)律.為了考察燃料理化特性對柴油機燃燒和排放特性的影響,在一臺高速多缸柴油機上進行了實驗研究,重點評價了混合燃料的氧含量對柴油機的性能影響.本文在乙醇柴油混合燃料中加入適當比例的十六烷值改進劑,成功的解決了中低負荷下的CO和HC排放升高的問題.由于HCCI燃燒受化學(xué)動力學(xué)控制,因此研究碳氫燃料,特別是基礎(chǔ)燃料(正庚烷和異辛烷)的氧化機理相當重要.本文采用數(shù)值模擬方法,研究了正庚烷和異辛烷在相同當量比、不同進氣溫度下H

3、CCI燃燒過程中第一階段著火、第二階段著火、負溫度系數(shù)區(qū)(NTC)的典型特點,以及反應(yīng)物、一些重要的中間產(chǎn)物和最終生成物的歷程.進一步在發(fā)動機上對正庚烷、RON25、RON50、RON75、RON90和異辛烷在不同負荷下的HCCI燃燒特性和排放特性進行了試驗研究.系統(tǒng)地分析了燃料辛烷值對第一階段反應(yīng)的著火時刻、壓力升高量和溫度升高量、累計放熱量和第二階段反應(yīng)的著火時刻、燃燒持續(xù)期的影響.研究發(fā)現(xiàn)燃料第一階段反應(yīng)對第二階段著火時刻有顯著的

4、影響.針對高辛烷值燃料不容易壓燃的缺點,本文在RON90燃料和異辛烷中加入一定比例的過氧化二叔丁基(DTBP),達到了控制高辛烷值燃料著火時刻、提高燃燒效率、降低排放的目的.在燃料設(shè)計對燃料物理化學(xué)特性改善,以及各種基礎(chǔ)燃料的HCCI燃燒和排放特征的研究基礎(chǔ)上,對柴油、25％、50％、75％DMM/柴油和純DMM采用氣口噴射方式進行HCCI燃燒研究.通過柴油和DMM的混合,HCCI燃燒的運轉(zhuǎn)范圍向低轉(zhuǎn)速、高負荷范圍得到拓展,在大負荷下的