放热中心对DMC-柴油燃料排放特性的影响

为提高柴油机的燃烧热效率及有效降低有害排放物,在1台高压共轨单缸柴油机上,运用2段预喷和1段主喷组合的多段燃油喷射,并耦合高EGR率以实现低温预混合燃烧。在不同放热中心及EGR率的条件下,对比研究柴油及D10燃料(在柴油中掺入10%碳酸二甲酯)的排放性能。研究结果表明:随着放热中心(crank angle 50,CA50)后移,NOx排放显著降低,HC及CO排放的变化则相对平缓,PM排放呈先增加后降低的趋势;通过调整燃油喷射系统参数调控CA50(燃油路径)及采用EGR率(气体路径)均可实现对NOx的控制,但对其他排放物的作用效果却各不相同;高EGR氛围耦合较晚的CA50,即燃油路径与气体路径二者良好的匹配使用,可实现NOx和PM这2个目标变量的兼顾控制;与柴油相比,使用含氧燃料D10后,HC和CO均略有下降,NOx排放略有上升,但在PM排放方面可以获得大幅度的降低,可为NOx与PM排放之间的再平衡提供更大的空间。

基于低温PCCI的DMC-柴油的燃烧与排放特性研究

要 在一台改造的高压共轨单缸柴油机上，以实现超低的NOx与颗粒（PM）排放和较高的热效率为目标，采用了高废气再循环（EGR）率、多段喷射和进气增压三者耦合来实现低温预混充量压燃（PCCI），分析碳酸二甲酯（DMC）-柴油混合燃料高预混比例低温燃烧的详细特征及排放性能。研究结果表明：随着放热中心（center of heat release, COHR）推迟，缸内燃烧压力和温度渐次降低，最高燃烧温度均出现在COHR之后7°曲轴转角附近。当COHR从曲轴转角7°逐渐增加到19°时，由两段预喷油束燃烧形成的微弱放热峰放热比例仅占3.5%~6.7%，预喷策略和较高的EGR率联合控制主喷油束的蒸发速率及主燃期的燃烧速率，实现预混燃烧放热比例由65.3%增至76.2%。采用燃烧闭环控制后，基于平均指示压力的循环变动系数能维持在2.0%以内。D10和柴油两种燃料的指示热效率在COHR处于曲轴转角10°附近时达最大值。在较大预混比例低温燃烧PCCI模式下，可同时实现超低的NOx和PM排放。DMC的含氧特性使NOx排放增加，但同时也促进了氧化燃烧的完全程度，显著降低HC、CO和PM排放。