氨柴双燃料高压缩比发动机柴油喷射策略优化

为了提高氨柴发动机的燃烧效率与热效率,研究了柴油喷射策略对燃烧与排放特性的影响。在一台6缸、压缩比21的氨柴发动机上,采用了进气道喷射氨并缸内2次喷射柴油的控制方法。用柴油第1次喷射来活化缸内热氛围,用第2次喷射来控制燃烧相位。结果表明:提前柴油第1次喷射时刻,可使氨柴模式的氮氧化物(NOx)排放减少30%;增加第1次喷射量有助于提高氨燃烧效率,并能减少85%的N2O和50%的CO排放。随第1次喷射量的增加,有效热效率先升高后降低。相比同压缩比下纯柴油模式,优化的氨柴双燃料模式的柴油喷射策略下,最高有效热效率提高1.2个百分点。因此,该文的优化柴油直喷策略,可节能和降低重型车辆的碳排放。

基于喷射策略的氨柴双燃料发动机燃烧和排放试验研究

在一台重型柴油发动机试验平台的基础上改造氨柴双燃料发动机,加装了一套电控喷氨系统,采用氨气进气道喷射、柴油缸内直喷方式,通过柴油喷射策略的变化,在发动机1 200 r/min的中高负荷下50%氨能占比工况,开展了氨柴双燃料的燃烧和排放特性优化研究。试验结果表明:氨柴双燃料燃烧时,由于氨燃料燃烧速度慢、起燃温度高等特性,柴油原机的上止点附近单次喷射策略,使得氨燃烧与柴油燃烧不同步,燃烧放热率呈现“双峰”曲线,氨燃烧效率较低。采用柴油双喷策略,通过提前柴油预喷时刻,可推迟柴油起燃时间,活化活塞凹坑外的氨燃料,促使柴油和氨燃烧趋于同步,将“双峰”放热曲线转变成“单峰”放热曲线,从而加快燃烧速度,缩短燃烧持续期,减少未燃氨排放,提升氨燃烧效率。但过度提前预喷时刻会造成柴油撞壁,对发动机指示热效率不利。