柴油机低温燃烧的研究进展.ppt
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1、柴油机低温燃烧的研究进展 A、研究背景B、实现方式C、最新研究进展D、结论 背 景 众所周知,由于柴油机NOx和碳烟排放存在“此消彼长”关系的缘故,同时降低这两种排放物非常困难。因此,为了满足日益严格的排放法规,柴油机需要一种有效的技术途径同时降低NOx和碳烟排放。柴油机低温燃烧模式有可能成为解决这一难题的有效手段。1、柴油机低温燃烧的实现方式柴油机低温燃烧的实现方式(1)均质充量压燃燃烧 均质压燃(HCCI)是均质混合气在压缩作用下的一种自燃过程,该燃烧过程有减少NOX和碳烟排放的潜力,同时又具有高的热能转换效率和好的燃料适应性。(2)柴油机浓混合气无烟燃烧 柴油机浓混合气无烟燃烧技术(Sm
2、okelessRich Diesel Combustion)由丰田公司开发。浓混合气无烟燃烧式柴油机拥有与传统直喷式柴油机相同的热效率,然而它的NOx和碳烟排放却低很多。(3)MK燃烧 Kimura发现使用大量的EGR、高涡流比和推迟喷油可以同时降低NOx和碳烟排放,这种燃烧方式叫做“Modulated Kinetics”燃烧。大量的EGR导致着火延迟期延长,保证了油气在着火前更加充分地混合。(4)伞喷燃烧 伞喷燃烧系统在八十年代初,大连理工大学胡国栋教授从改善柴油机燃烧与排放的角度出发,提出柴油机燃烧汽油机化、逐步实现近似等压燃烧的思想,并由这一思想发展为热预混合燃烧的理论,然后根据这一理论
3、设计了伞喷燃烧系统。(5)部分预混合燃烧 部分预混合燃烧是通过燃油部分预混合来减少燃烧中扩散部分的比例。张全长等人为了研究低温燃烧机理的极端情况,即废气中不含比热容较小的N2,通过向进气管喷入CO2气体控制进气氧浓度、改变喷油量、喷油时刻、喷油压力等,研究了进气氧浓度对柴油机燃烧和排放特性的影响.结果表明,综合性能和排放,喷油提前角应不小于20CA,此时NOx和碳烟排放较低,且可保持较高的热效率。杨德胜等在一台经过改造的单缸135柴油机上进行了降低压缩比、燃用柴油乙醇混合燃料和推迟供油的试验研究,来验证TR燃烧系统降低发动机排放、实现低温预混合燃烧的能力。结果表明,压缩比降低后,着火推迟,最大
4、放热率增加,缸内最高压力和最高温度降低,NO排放也降低。但是中高负荷时燃烧速率降低,有效油耗率增加。2、柴油机低温燃烧模式的研究现状柴油机低温燃烧模式的研究现状 S.Aceves等人利用简化混合机理和详细化学动力学机理建立了一个喷油模型模拟低温燃烧时油滴喷射、雾化、燃烧的过程。研究发现,碳烟前驱体随着EGR的增加形成一个二次曲线。乔信起等人对伞喷燃烧进行了探索,研究了单缸柴油机喷嘴端伸出量、喷孔参数、启喷压力、供油提前角、燃烧室结构和工况对伞帘喷雾燃烧系统性能的影响。结果表明,喷嘴端伸出量明显影响燃油消耗率和烟度,最佳喷嘴端伸出量随喷孔锥角同向变化;启喷压力、供油提前角、中心喷孔直径和燃烧室凸
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