柴油机部分均质预混燃烧模式下混合与化学控制参数对指示热效率的影响

基于部分均质预混燃烧(PPC)的柴油机研究开发和优化了一种混合燃烧控制策略,在平均指示压力(IMEP)高达1.1,MPa的负荷范围内实现了高的指示热效率以及超低排放.燃烧过程中的混合与化学控制参数包括了喷油定时、喷油模式(如多脉冲喷射)、增压压力、EGR率以及进气气门关闭定时等,通过优化耦合以上控制参数可以优化控制当量比与温度的变化路径,从而避开NOx与碳烟(Soot)生成区.基于热力学第一定律,通过能量平衡的分析方法研究了混合与化学控制参数对热效率的影响.研究表明,相对于排放而言,热效率受控制参数的影响更加敏感.

基于两级增压与进气门晚关协同作用对柴油机热效率和排放的影响

以重型柴油机为研究对象,基于部分均质预混燃烧模式研究进气门晚关定时(RIVCT)与两级增压器的优化匹配.对两级增压匹配方法进行了研究,发现合理控制中冷强度、两级压气机的运行效率耦合压比分配技术,可以得到满足压比所需的最小驱动功.在各转速平均有效压力为0.5,MPa工况(25%负荷)发现使用RIVCT,进气流量降低使压气机运行在高效率区,降低了对驱动功的要求,故压比仍能保持不变.同时,进气压力不变的情况下,进气流量减少导致排气压力降低,减少泵气负功从而提高热效率,但各转速热效率提升幅度不同,1,300,r/min、1,600,r/min和1,900,r/min有效热效率分别提高了约1%、1.5%和2%.在相同喷油定时和EGR率(低压EGR循环)的情况下,使用RIVCT后有效压缩比降低,降低了压缩温度使滞燃期加长,混合时间增加,Soot排放降低(降低幅度约30%);滞燃期的加长使混合更加均质,降低缸内局部火焰温度,导致NOx排放大幅度降低(降低幅度约70%).