基于预混燃料策略的柴油机燃烧和排放研究



基于预混燃料策略的柴油机燃烧和排放研究

更为严格的汽车排放法规迫使各种后处理系统应用在发动机上，这些系统包括废气再循环系统、柴油氧化催化剂、柴油微粒过滤器和选择性催化还原装置。后处理系统工作条件较为复杂，常需要在特定的温度和废气组成下才能实现发动机排放性能最佳。为保证合适的后处理系统工作条件，本文通过试验重点探究柴油机柴油燃料直喷的喷油策略，还分析了使用替代燃料和双燃料对发动机性能的影响。

试验在加拿大温莎大学清洁柴油机试验室进行。采用一个直列4缸福特博格华纳发动机。试验仅在一个气缸中进行，该缸配备独立的进、排气歧管和燃油喷射系统。通过一个压力调节器控制的空气压缩机提供进气压力。缸内安装压力传感器记录气缸内压力变化。排气温度利用安装在排气管下游的K型热电偶记录。所有试验均在稳态条件下进行，共提供了5种喷油策略：超低硫柴油直接喷射、乙醇直接喷射、丁醇直接喷射、柴油乙醇双燃料直接喷射、柴油丁醇双燃料直接喷射。通过非色散红外检测器测量进排气CO2和CO，化学发光探测器测量NOx，火焰离子化检测器测量HC排放量，烟度计测量烟雾排放。试验结果显示，发动机功率输出、排气温度和排气组成对喷油正时十分敏感。发动机为了产生更大的输出功率，相对提前的喷油正时最适合，当喷油正时逐渐延迟时，输出功率逐渐下降。而相对提前的喷油正时同样会提高排气温度和排气中高反应活性物质的数量。因此，一个适中的提前喷油正时最合理，延迟的喷油正时最不可取。在一般情况下，替代燃料和双燃料喷射策略可以降低NOx和烟雾排放并降低排气温度，且在提前喷油正时可以减少HC和CO的排放。

刊名：Applied Energy（英）

刊期：2015年第157期

作者：Marko Jeftic

编译：陈丁跃