低辛烷值高挥发性燃料直喷压燃宽运行范围的燃烧模式

在一台单缸柴油机上采用低辛烷值高挥发性汽/柴油混合燃料,在不同转速和负荷条件下对比了部分预混压燃(PPCI)和多段预混压燃(MPCI)等多种压燃模式的燃烧和排放特性,并在宽运行范围与原机柴油试验结果进行对比,以确定宽运行范围的最优燃烧控制策略.结果表明:试验用低辛烷值燃料能够在宽运行范围实现压燃模式的稳定运行;为使燃烧排放结果最优,低负荷区间应采用单次喷射PPCI模式,中、低转速(中、高负荷)采用MPCI模式,高转速(中、高负荷)采用多次喷射PPCI模式;宽运行范围内低辛烷值燃料可以实现NOx排放低于0.4,g/(k W·h)、碳烟排放低于0.5,FSN及最高压力升高率低于1,MPa/(°)CA;与原机柴油燃烧结果相比,低辛烷值燃料可以同时降低NOx和碳烟排放以及燃油消耗率,但CO和HC排放增加,循环波动系数也略有增加.

基于Taguchi方法的多段预混压燃发动机喷油策略优化

在一台4缸柴油机上使用一种低辛烷值G80混合燃料(汽油和柴油的体积比为80∶20)进行了多段预混压燃(MPCI)模式的研究.通过Taguchi试验设计方法和方差分析,解析了喷油时刻、喷油比例等变量对燃烧和排放性能的影响,结果表明:指示燃油消耗率和NO_x排放主要受次喷时刻影响,碳烟排放主要受首喷时刻影响.基于上述结果,协同优化喷油时刻和喷油比例,实现了低于原柴油机的NO_x、碳烟排放和指示燃油消耗率.通过能量利用分析,发现低传热损失和低排气损失是G80压燃发动机获得高指示热效率的主要原因.

喷油策略对混合燃料压燃模式排放物的影响

针对燃油喷射参数对微粒排放的影响进行了试验,分析了燃油喷射时刻、喷射压力及EGR率对微粒排放粒径分布的影响规律,试验在一台4缸柴油机上进行,采用了体积分数为80%,汽油与20%,柴油的混合燃料(记为G80).结果表明:在其他喷油策略不变的情况下,提高喷射压力,各模态微粒数量浓度峰值向小粒径方向偏移,各模态微粒数量均呈下降趋势,NO_x排放有大幅度提升;当EGR率从10%,增加到30%,时,各模态微粒数量浓度峰值均向大粒径方向偏移,各模态微粒数均呈上升趋势,尤其EGR率从25%,增加到30%,时,微粒数量大幅度增加,而EGR率的增加同样抑制了NO_x的生成;提前第一次喷射时刻,对微粒排放影响不大,NO_x排放降低;提前第二次喷射时刻,各模态微粒数量浓度峰值均向小粒径方向偏移,且各模态微粒数均呈下降趋势,而NO_x排放呈现明显的上升趋势.