基于預(yù)混燃料策略的柴油機燃燒和排放研究

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基于預(yù)混燃料策略的柴油機燃燒和排放研究

更為嚴格的汽車排放法規(guī)迫使各種后處理系統(tǒng)應(yīng)用在發(fā)動機上，這些系統(tǒng)包括廢氣再循環(huán)系統(tǒng)、柴油氧化催化劑、柴油微粒過濾器和選擇性催化還原裝置。后處理系統(tǒng)工作條件較為復(fù)雜，常需要在特定的溫度和廢氣組成下才能實現(xiàn)發(fā)動機排放性能最佳。為保證合適的后處理系統(tǒng)工作條件，本文通過試驗重點探究柴油機柴油燃料直噴的噴油策略，還分析了使用替代燃料和雙燃料對發(fā)動機性能的影響。

試驗在加拿大溫莎大學(xué)清潔柴油機試驗室進行。采用一個直列4缸福特博格華納發(fā)動機。試驗僅在一個氣缸中進行，該缸配備獨立的進、排氣歧管和燃油噴射系統(tǒng)。通過一個壓力調(diào)節(jié)器控制的空氣壓縮機提供進氣壓力。缸內(nèi)安裝壓力傳感器記錄氣缸內(nèi)壓力變化。排氣溫度利用安裝在排氣管下游的K型熱電偶記錄。所有試驗均在穩(wěn)態(tài)條件下進行，共提供了5種噴油策略：超低硫柴油直接噴射、乙醇直接噴射、丁醇直接噴射、柴油乙醇雙燃料直接噴射、柴油丁醇雙燃料直接噴射。通過非色散紅外檢測器測量進排氣CO2和CO，化學(xué)發(fā)光探測器測量NOx，火焰離子化檢測器測量HC排放量，煙度計測量煙霧排放。試驗結(jié)果顯示，發(fā)動機功率輸出、排氣溫度和排氣組成對噴油正時十分敏感。發(fā)動機為了產(chǎn)生更大的輸出功率，相對提前的噴油正時最適合，當(dāng)噴油正時逐漸延遲時，輸出功率逐漸下降。而相對提前的噴油正時同樣會提高排氣溫度和排氣中高反應(yīng)活性物質(zhì)的數(shù)量。因此，一個適中的提前噴油正時最合理，延遲的噴油正時最不可取。在一般情況下，替代燃料和雙燃料噴射策略可以降低NOx和煙霧排放并降低排氣溫度，且在提前噴油正時可以減少HC和CO的排放。

刊名：Applied Energy（英）

刊期：2015年第157期

作者：Marko Jeftic

編譯：陳丁躍