压燃式发动机助燃技术对正丁醇燃烧和排放的影响



压燃式发动机助燃技术对正丁醇燃烧和排放的影响

在压燃式发动机上采用两种助燃技术即端口燃料喷射（PFI）和直接喷射（DI），以研究纯正丁醇的燃烧、排放和热效率特性。试验在压缩比为18.2∶1的单缸4冲程柴油机上进行。在发动机上安装正丁醇PFI系统以研究均质充量压缩点火（HCCI）的燃烧特性。进行正丁醇和柴油DI测试的发动机转速为1500r/min，共轨燃料喷射系统的喷射压力为90MPa。单独控制进气增压、发动机负荷、废气再循环率和DI定时以研究发动机的性能。试验结果如下。①对PFI发动机来说，在没有进气加热器和进气压力为0.03MPa时，观察中等负荷发动机的稳定燃烧。当进气增压压力从0.08MPa提高到0.1MPa时，将低负荷限制扩大到怠速范围。由于高压力上升速率的限制，无废气再循环系统的发动机在高负荷下的平均指示有效压力大约为0.75MPa。②两种助燃技术下正丁醇燃烧的压力上升率比普通柴油机更高。每转过一个曲柄角度时，延迟喷射正时能够将DI发动机的缸内压力上升率降至1MPa左右，但随着废气再循环率的升高，PFI和DI一样需要非常高的废气再循环率。③相比柴油机排放的废弃物，两种助燃技术下碳烟和NOx的排放水平非常低，当使用废气再循环系统时，DI发动机NOx的排放量比PFI发动机略高。使用废气再循环系统时，两种助燃技术下NOx的排放量可减少到月20×10-6。④相比普通柴油机，两种助燃发动机的HC和CO排放水平都较高。但在相同的NOx和压力升高率水平下，DI发动机的HC排放量比PFI发动机的低很多。⑤在无废气再循环系统下，两种助燃发动机的指示热效率与柴油机类似。但在相同NOx和压力升高率水平下，废气再循环率为25%的DI发动机热效率比废气再循环率为60%的PFI发动机高。

TadanoyiYanaietal.SAE 2015-01-0808.

编译：朱会