可变进气门正时和涡流比对重型柴油机燃烧及排放的影响



可变进气门正时和涡流比对重型柴油机燃烧及排放的影响

柴油机在燃烧效率和燃油消耗方面有很大的优势，但存在一个被称作“柴油困境”的关键问题，即NOx排放较低时，烟尘排放较高，反之亦然。采用EGR（废气再循环）技术，在低温环境下会产生大量的CO和HC。为了避免这种情况的发生，研究了部分预混燃烧现象。实现这种燃烧模式的一种方法是通过调节进气门关闭正时来增加点火延迟，从而提高有效压缩比。

本研究的目的是基于试验，研究采用延迟和提早关闭进气门以减少NOx排放的可能性，而不会增加烟尘或者未燃烧的HC及燃料的消耗。另外，还研究了旋流数增加（0.2～2.5）带来的影响。通过调整提前喷射角，使燃烧正时（CA50）保持恒定。通过EGR技术和高喷射压力能否实现优化燃烧目的，也是本文研究内容。此外，对于给定的EGR值，气流保持恒定不变。

试验用发动机是配备了具有可变针针阀开启压力的电子控制单元注入器的单缸重型直喷式柴油机。其几何形状基于沃尔沃D12C正常系列发动机，压缩比由18.5降低到17。该发动机还配备了一个完全灵活的气动进气门系统，可实现提前/延迟进气门的关闭时间和多变旋流值。

研究结果表明，延迟或提前的进气门关闭，可实现部分预混燃烧（实现低烟尘和低NOx的排放），而不会增加燃油消耗。

Malin Ehleskog et al. SAE 2012-01-1719.

编译：张振伟