重型柴油机部分预混压燃模式下燃烧与排放特性的实验及数值模拟研究
柴油机缸内部分预混合压燃（PPCI）是一种介于扩散燃烧和均质充量压燃之间的燃烧模式，在燃烧可控性和排放特性方面接近于均质充量压燃发动机，实现部分预混燃烧，燃-空预混合期是一个关键因素，需要在燃烧前提供足够长的预混过程，以使燃油在燃烧前与空气充分混合。部分预混合压燃的研究具有重要意义，是一种同时降低柴油机碳烟和NOx排放的重要手段。 本文在一台六缸电控高压共轨涡轮增压重型柴油机上，基于单次喷射方式，通过采用调节喷油定时，结合EGR技术，实现柴油机的部分预混合燃烧，分析其燃烧放热特性随喷油正时、EGR、喷射压力与负荷率的变化，研究影响控制混合期与滞燃期的因素及其影响规律，研究结果表明，无论是早喷或是晚喷预混模式，均具有长预混合期，有利于组织均匀预混合气，基本没有扩散燃烧过程，兼具预混燃烧和低温燃烧的特征，是碳烟和NOx同时降低的重要因素，但低温燃烧和稀薄的混合气易于导致燃烧不完全，喷油推迟较晚时引起HC和CO排放显著增加，并引起燃油消耗率增大。这种部分预混燃烧模式下，提高喷射压力对NOx和碳烟排放的影响作用不明显，单纯增大喷油压力并不能改善PPCI模式的燃油经济性.。当负荷率提高至50％时，对于早喷预混模式，已呈现扩散燃烧阶段，导致NOx和碳烟排放均增大。 利用实验测得的柴油机各项运行参数作为数值模拟的初始条件输入值，对缸内燃烧与排放生成进行仿真模拟，得到缸内当量比和温度场分布，计算结果表明PPCI燃烧模式混合气分布较常规扩散燃烧要均匀，碳烟排放较少；采用EGR之后，混合气的燃烧温度显著下降，NOx排放大幅下降。
重型柴油机;部分预混压燃模式;燃烧特性;排放特性;数值模拟
华中科技大学
硕士
动力机械及工程
成晓北
2014
中文
TK427
69
2015-07-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）