壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)助燃技術(shù)對(duì)正丁醇燃燒和排放的影響

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壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)助燃技術(shù)對(duì)正丁醇燃燒和排放的影響

在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上采用兩種助燃技術(shù)即端口燃料噴射（PFI）和直接噴射（DI），以研究純正丁醇的燃燒、排放和熱效率特性。試驗(yàn)在壓縮比為18.2∶1的單缸4沖程柴油機(jī)上進(jìn)行。在發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝正丁醇PFI系統(tǒng)以研究均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火（HCCI）的燃燒特性。進(jìn)行正丁醇和柴油DI測(cè)試的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1500r/min，共軌燃料噴射系統(tǒng)的噴射壓力為90MPa。單獨(dú)控制進(jìn)氣增壓、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、廢氣再循環(huán)率和DI定時(shí)以研究發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。試驗(yàn)結(jié)果如下。①對(duì)PFI發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，在沒(méi)有進(jìn)氣加熱器和進(jìn)氣壓力為0.03MPa時(shí)，觀察中等負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定燃燒。當(dāng)進(jìn)氣增壓壓力從0.08MPa提高到0.1MPa時(shí)，將低負(fù)荷限制擴(kuò)大到怠速范圍。由于高壓力上升速率的限制，無(wú)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)在高負(fù)荷下的平均指示有效壓力大約為0.75MPa。②兩種助燃技術(shù)下正丁醇燃燒的壓力上升率比普通柴油機(jī)更高。每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)曲柄角度時(shí)，延遲噴射正時(shí)能夠?qū)I發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)壓力上升率降至1MPa左右，但隨著廢氣再循環(huán)率的升高，PFI和DI一樣需要非常高的廢氣再循環(huán)率。③相比柴油機(jī)排放的廢棄物，兩種助燃技術(shù)下碳煙和NOx的排放水平非常低，當(dāng)使用廢氣再循環(huán)系統(tǒng)時(shí)，DI發(fā)動(dòng)機(jī)NOx的排放量比PFI發(fā)動(dòng)機(jī)略高。使用廢氣再循環(huán)系統(tǒng)時(shí)，兩種助燃技術(shù)下NOx的排放量可減少到月20×10-6。④相比普通柴油機(jī)，兩種助燃發(fā)動(dòng)機(jī)的HC和CO排放水平都較高。但在相同的NOx和壓力升高率水平下，DI發(fā)動(dòng)機(jī)的HC排放量比PFI發(fā)動(dòng)機(jī)的低很多。⑤在無(wú)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)下，兩種助燃發(fā)動(dòng)機(jī)的指示熱效率與柴油機(jī)類(lèi)似。但在相同NOx和壓力升高率水平下，廢氣再循環(huán)率為25%的DI發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率比廢氣再循環(huán)率為60%的PFI發(fā)動(dòng)機(jī)高。

TadanoyiYanaietal.SAE 2015-01-0808.

編譯：朱會(huì)