甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷控制的稀薄燃燒與廢氣再循環(huán)試驗(yàn)評(píng)估

使用輕質(zhì)燃料作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料可增強(qiáng)能源安全、減少溫室氣體排放。研究表明，在節(jié)氣門開(kāi)度不變的情況下，通過(guò)控制混合氣濃度及廢氣再循環(huán)改變發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)荷，可提高經(jīng)濟(jì)性。

研究了甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)在節(jié)氣門開(kāi)度保持不變的情況下，通過(guò)廢氣再循環(huán)或稀薄燃燒控制發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的可行性。試驗(yàn)采用單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，證實(shí)了兩種發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷控制策略均能提高指示燃油效率5%左右。相比于節(jié)氣門控制負(fù)荷的方法，這主要是因?yàn)闇p少了節(jié)氣門損失及冷卻損失等。對(duì)于汽油機(jī)，這兩種方法的效率受到限制是由于緩慢的燃燒速率及稀釋所帶來(lái)的周期性變動(dòng)。同時(shí)，缸內(nèi)溫度的下降減少了NOx排放。但是，對(duì)于稀薄燃燒，會(huì)降低三元催化器的效率。

基于上述結(jié)果，使用廢氣再循環(huán)控制發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷更為可靠，因?yàn)檫@樣既可增加效率又不會(huì)犧牲排放性。第二輪，試驗(yàn)采用4缸渦輪增壓柴油機(jī)，其壓縮比為19.5:1。高壓縮比、渦輪增壓以及缸內(nèi)擾流使廢氣再循環(huán)的比例可達(dá)到50%，并且不會(huì)有大的周期變化。

由于發(fā)動(dòng)機(jī)高的壓縮比，試驗(yàn)中峰值制動(dòng)熱效率可達(dá)到42%。在部分負(fù)荷情況下，燃油效率可提高20%，NOx的排放量被控制到可忽略不計(jì)的程度。研究表明，對(duì)于甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)，采用廢氣再循環(huán)作為發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷控制策略是一種可行的方法。

Jeroen Vancoillie et al.SAE 2012-01-1283.

編譯：郝值