可變進(jìn)氣門正時(shí)和渦流比對(duì)重型柴油機(jī)燃燒及排放的影響

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可變進(jìn)氣門正時(shí)和渦流比對(duì)重型柴油機(jī)燃燒及排放的影響

柴油機(jī)在燃燒效率和燃油消耗方面有很大的優(yōu)勢(shì)，但存在一個(gè)被稱作“柴油困境”的關(guān)鍵問題，即NOx排放較低時(shí)，煙塵排放較高，反之亦然。采用EGR（廢氣再循環(huán)）技術(shù)，在低溫環(huán)境下會(huì)產(chǎn)生大量的CO和HC。為了避免這種情況的發(fā)生，研究了部分預(yù)混燃燒現(xiàn)象。實(shí)現(xiàn)這種燃燒模式的一種方法是通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣門關(guān)閉正時(shí)來增加點(diǎn)火延遲，從而提高有效壓縮比。

本研究的目的是基于試驗(yàn)，研究采用延遲和提早關(guān)閉進(jìn)氣門以減少NOx排放的可能性，而不會(huì)增加煙塵或者未燃燒的HC及燃料的消耗。另外，還研究了旋流數(shù)增加（0.2～2.5）帶來的影響。通過調(diào)整提前噴射角，使燃燒正時(shí)（CA50）保持恒定。通過EGR技術(shù)和高噴射壓力能否實(shí)現(xiàn)優(yōu)化燃燒目的，也是本文研究?jī)?nèi)容。此外，對(duì)于給定的EGR值，氣流保持恒定不變。

試驗(yàn)用發(fā)動(dòng)機(jī)是配備了具有可變針針閥開啟壓力的電子控制單元注入器的單缸重型直噴式柴油機(jī)。其幾何形狀基于沃爾沃D12C正常系列發(fā)動(dòng)機(jī)，壓縮比由18.5降低到17。該發(fā)動(dòng)機(jī)還配備了一個(gè)完全靈活的氣動(dòng)進(jìn)氣門系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)提前/延遲進(jìn)氣門的關(guān)閉時(shí)間和多變旋流值。

研究結(jié)果表明，延遲或提前的進(jìn)氣門關(guān)閉，可實(shí)現(xiàn)部分預(yù)混燃燒（實(shí)現(xiàn)低煙塵和低NOx的排放），而不會(huì)增加燃油消耗。

Malin Ehleskog et al. SAE 2012-01-1719.

編譯：張振偉