预混比和喷油定时对异丁醇/柴油RCCI燃烧与排放特性的影响

通过在一台六缸增压柴油机上进行了异丁醇/柴油双燃料活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)的试验,探究了异丁醇作为低活性燃料在不同的预混比(premixing ratio,Rp)和喷油定时(start of injection,SOI)下对发动机燃烧和排放特性的影响。结果表明,随着SOI的提前,点火延迟(ignition delay, ID)延长,放热率峰值(maximumheat release rate,HRRm)先增大后减小;在排放方面,THC和CO的排放水平降低,NOx呈现先升高后降低的趋势,而在 Rp=30%~50%时,颗粒物(particle matter,PM)的排放呈现先降低后升高的变化,当 Rp=60%时则只表现出了降低的趋势。此外,随着异丁醇Rp的增加,ID和燃烧持续期(combustion duration,CD)都增长,HRRm降低;在排放方面,THC和CO排放升高,NOx排放降低,而PM排放在 Rp=30%下具有最高的水平,Rp=40%和 Rp=50%时则都显示出较低的水平,而在 Rp=60%下整体有所升高。此外,粒径分布显示 3~30 nm 的核态颗粒物(nuclear particle matter,PMN)排放数量最高,但质量占比非常小。而在PM排放质量分布中,主导的PM是粒径为 30~500 nm 的积聚态颗粒物(accumulatedparticle matter,PMA)。

喷油定时与进气压力对RCCI特征参数的影响

为制定合理的活性控制压燃RCCI(Rreactivity Controlled Compression Ignition,RCCI)燃烧模式的控制策略,探明不同燃烧边界条件对RCCI燃烧与排放特性的影响,该研究在发动机转速和汽油能量预混比不变的条件下,用一台六缸重型柴油机进行了汽油/柴油双燃料RCCI试验,研究了不同循环能量(Cycle Energy,CE)下喷油定时(Start of Injection,SOI)和进气压力(Inlet Pressure,IP)对汽油/柴油RCCI燃烧和排放特性的影响规律和影响程度。结果表明,当CE从885增加到1700 J时,SOI和IP对燃烧特性的影响规律不改变,但SOI和IP对缸内温度的影响程度增加,使缸内平均温度峰值分别增加约130和70 K,压力升高率峰值增加约0.054 MPa/°CA,而SOI和IP对滞燃期的影响程度不变;在排放方面,仅SOI对CO排放的影响规律发生变化,SOI和IP对HC排放的影响程度降低,使HC的排放分别减小约89和13.65 g/(kW·h),IP对NOx排放的影响程度增加,使NOx的排放增加约3 g/(kW·h),SOI对颗粒物总质量浓度的影响程度不变。研究结果可为制定合理的RCCI燃烧模式控制策略提供数据支撑。