噴嘴開(kāi)啟壓力對(duì)DISI甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒和排放的影響.pdf

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1、第3期(總第218期)車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)No．3(SerialNo．218)2015年6月VEHICIEENGINEJun．2015噴嘴開(kāi)啟壓力對(duì)DISI甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒和排放的影響宮長(zhǎng)明，彭樂(lè)高，孫景震，王康，李棟。，陳天翔。(1．大連民族大學(xué)機(jī)電信息工程學(xué)院，遼寧大連ll6600；2．吉林大學(xué)汽車(chē)仿真與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林長(zhǎng)春130025)摘要：在1臺(tái)經(jīng)過(guò)改裝的1．99L自然吸氣缸內(nèi)直噴點(diǎn)燃式甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)上，進(jìn)行了噴嘴開(kāi)啟壓力對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)有效熱效率、燃燒及排放影響的試驗(yàn)研究。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r／min的各負(fù)荷工

2、況下，選取7．5MPa，12．5MPa和17．5MPa3個(gè)噴嘴開(kāi)啟壓力進(jìn)行試驗(yàn)分析。結(jié)果表明：隨著噴嘴開(kāi)啟壓力的降低，發(fā)動(dòng)機(jī)有效熱效率、最大缸內(nèi)壓力和放熱率略微增加，但是在小負(fù)荷工況下降低噴嘴開(kāi)啟壓力，HC排放和c()排放顯著增加，在大負(fù)荷工況下提高噴嘴開(kāi)啟壓力會(huì)使N()排放顯著增加。關(guān)鍵詞I燃料噴嘴；開(kāi)啟壓力；缸內(nèi)直噴；點(diǎn)燃式甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)；燃燒；排放DOI：10．3969／j．issn．1001—2222．2015．03．015中圖分類(lèi)號(hào)：TK464文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)I1001-2222(2015)03—

3、0070—06能源和環(huán)保問(wèn)題一直是制約汽車(chē)行業(yè)發(fā)展的柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和排放性的影響作了很多的重要因素，隨著現(xiàn)代汽車(chē)行業(yè)的高速發(fā)展，中國(guó)汽車(chē)研究。。FengTao等就不同噴射壓力對(duì)柴油機(jī)保有量與日劇增，隨之帶來(lái)的一系列問(wèn)題也Et益凸各性能的影響作了相關(guān)研究并用KIVA3V和顯。清潔替代燃料是解決能源和環(huán)保問(wèn)題的途徑之CHEMKIN進(jìn)行了模擬l21]；姚春德就噴射壓力對(duì)直一，在眾多替代燃料中，甲醇最具潛力，國(guó)內(nèi)外針對(duì)噴式柴油機(jī)燃燒的影響作了相關(guān)研究和分析；史甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了一系列相關(guān)研究并取得了一定的紹熙等人

4、就提高噴射壓力來(lái)改善130系列柴油機(jī)燃成果l】。。甲醇是一種無(wú)色透明、易揮發(fā)的可燃液燒過(guò)程作了試驗(yàn)分析。；吳亞蘭利用PTC熱敏電體，其沸點(diǎn)低，有利于與空氣形成混合氣，在發(fā)動(dòng)機(jī)阻設(shè)計(jì)了甲醇蒸發(fā)器，采用外部加熱模式保護(hù)噴嘴中易于實(shí)現(xiàn)清潔燃燒；甲醇的汽化潛熱大，在發(fā)動(dòng)機(jī)及加熱元件，依據(jù)PTC熱敏電阻的加熱特性，提出上應(yīng)用時(shí)，可以降低壓縮功、提高充氣系數(shù)，有利于了新型的加熱控制模式以改善對(duì)蓄電池的沖擊；提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性；甲醇富含氧，在內(nèi)燃侯令川通過(guò)在生物柴油中摻雜甲醇研究得出，生物機(jī)中使用，能大幅度降低CO

5、和HC的排放l1。但柴油摻混甲醇可同時(shí)降低柴油機(jī)的NO，排放和煙甲醇十六烷值低，自燃溫度高，汽化潛熱大，很難在度l2。但針對(duì)直噴甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)的研究還不多，本研柴油機(jī)上直接應(yīng)用。要在柴油機(jī)上燃用純甲醇燃究選定一款柴油機(jī)并進(jìn)行相應(yīng)改動(dòng)使之燃燒甲醇燃料，輔助裝置或加熱輔助裝置不可或缺，也可用二甲料，用試驗(yàn)方法重點(diǎn)探索噴嘴開(kāi)啟壓力對(duì)直噴點(diǎn)燃醚二次噴射的方法引燃甲醇混合氣l1。傳統(tǒng)柴油式甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒及排放的影響。機(jī)的燃料是分散噴入燃燒室，這種方式在甲醇發(fā)動(dòng)1試驗(yàn)設(shè)備機(jī)高負(fù)荷時(shí)作用比較明顯，對(duì)燃燒和排放也比較有利，但低負(fù)

6、荷時(shí)作用被大大削弱。低負(fù)荷時(shí)相鄰點(diǎn)試驗(yàn)在1臺(tái)1．99L單缸、四沖程、自然吸氣、水火源之間的混合氣非常稀薄，導(dǎo)致火焰?zhèn)鞑ベ|(zhì)量變冷、高壓縮比火花塞點(diǎn)燃式直噴甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行，差，甚至有熄火現(xiàn)象發(fā)生。為了改善小噴油量時(shí)的直噴甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)由傳統(tǒng)柴油機(jī)改裝而成，對(duì)壓縮比、火焰?zhèn)鞑デ闆r，燃油應(yīng)集中噴射進(jìn)燃燒室并要與缸噴油器及點(diǎn)火系統(tǒng)都作了相應(yīng)改動(dòng)。表1列出直噴內(nèi)渦流形成良好的配合，這就對(duì)噴油器的噴射壓力甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)與原柴油機(jī)相關(guān)參數(shù)的對(duì)比。高能量火和噴霧形狀有了比較高的要求。國(guó)外就噴射壓力對(duì)花點(diǎn)火系統(tǒng)能夠產(chǎn)生一系列的連續(xù)火花

7、以點(diǎn)燃混合收稿日期：20l4—08—30；修回日期：201504—02基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51176063)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(DC201502010203)作者簡(jiǎn)介：宮長(zhǎng)明(1964)，男，教授，博士，研究方向?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)燃燒與排放控制；gongcm@dlnu．edu．cn。車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)2O15年第3期損失相對(duì)不變，一1一／p，負(fù)荷增加使P增加上強(qiáng)渦流作用，混合氣均勻性好，分層很不明顯，加，P相對(duì)保持不變，所以機(jī)械效率增加。隨著負(fù)混合氣整體較稀，在上止點(diǎn)附近燃燒部分較少，有效

8、荷增加，燃燒速度加快，燃燒效率提高，散熱損失減熱效率偏低。小，。提高，同時(shí)由于隨負(fù)荷增加而增加，所以由2．3噴嘴開(kāi)啟壓力對(duì)氣缸壓力和放熱率的影響t—rlirim可知，有效熱效率隨著負(fù)荷增加而增加。圖6示出2000r／min全負(fù)荷下噴嘴開(kāi)啟壓力對(duì)氣缸壓力和放熱率的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，噴射壓力對(duì)缸內(nèi)壓力的影響并不明顯，主要是因?yàn)榧状急旧眇ざ容^小，蒸發(fā)性較好，容易形成可燃混合氣。當(dāng)噴嘴開(kāi)啟壓力為7．5MP