EGR对GDI汽油机燃烧和排放特性的影响

通过改变EGR率,在一台GDI汽油机上进行了EGR对燃烧和排放特性影响的试验.结果表明:加入EGR后,燃烧持续期增大;且随EGR率增加,着火时刻先提前后延迟;放热率曲线峰值逐渐降低且后移,放热过程迟缓,缸内压力和缸内温度逐渐降低,压力峰值前移.此外,EGR率增加导致NOx排放逐渐降低,最高降低比例达80%以上,THC和CO排放逐渐增加,最大增加比例分别约为25%和7%.GDI汽油机排气颗粒物呈核态和积聚态的双峰分布;积聚态颗粒物峰值数密度随EGR率升高逐渐降低,核态颗粒物峰值数密度和颗粒物总数量浓度在加入EGR后均明显增加,核态和积聚态颗粒物峰值粒径受EGR的影响较小.     

EGR对生物柴油/异丁醇混合燃料燃烧与排放的影响

在一台四缸四冲程水冷高压共轨柴油机上研究了生物柴油/异丁醇混合燃料在不同EGR率下的燃烧及排放特性.试验结果表明:随EGR率的升高,缸内压力和放热率峰值降低,燃料滞燃期延长,燃烧持续期先缩短后延长,NO排放与核模态颗粒物数密度降低;当EGR率小于6%时,CO和HC污染物的排放都保持在较低水平.相较于生物柴油,燃用混合燃料降低CO污染物的排放;随异丁醇掺混比例的增加,缸内压力与放热率峰值逐渐升高,CO排放降低,但HC与NO的排放逐渐升高,核模态颗粒物数密度升高,积聚态颗粒物数密度和颗粒物质量浓度有不同程度的下降.     

缸内直喷汽油机直接起动的燃烧和排放特性

分析了不同起动位置下缸内直喷汽油机直接起动过程中起动缸的燃烧和排放性能,采用快速HC采集仪对起动缸缸内以及排气中的 HC 进行测量,研究起动缸缸内混合气浓度和排放性能,通过缸压和运动规律的研究确定优化后的喷射量和起动位置．研究结果表明,喷油量同缸内实际当量比呈线性关系,起动缸容积越小,喷射燃油的加浓比例越大．在保证着火可靠性不出现失火现象的前提下,增大燃油喷射量,使得起动缸内燃烧变差,HC 排放量增加;增大起动缸的容积,则起动性能及排放均有所改善,较为优化的起动缸位置为压缩上止点前70°～80°,CA.     

EGR对小型汽油机排放和性能影响的实验研究

实验研究了一款小型汽油机在不同负荷下,使用不同EGR率时,其动力性、经济性和NOx排放特性的变化规律,确定了各个工况下发动机最佳EGR率,得出在较大负荷下,EGR阀开度为30°时可以使动力性、经济性在变化不大的情况下,NO降低60%以上。     

EGR对汽油机HCCI燃烧过程的影响机理

以甲苯掺比燃料作为汽油燃料替代混合物,利用零维单区化学动力学模型,在EGR率为20％时,分析和研究EGR中添加不同摩尔分数的CO、NO和CH2O对汽油机HCCI燃烧的化学作用,进而分析添加物对生成物中有害物质的影响.通过模拟分析可知,不同摩尔分数的添加物可以使气缸内的温度和压力有一定程度的提高,同时能够降低废气中的CO、NOx和UHC等有害物质的排放.     

喷氢时刻对缸内直喷掺氢汽油机燃烧及排放的影响

在汽油机中掺烧少量氢气,能够利用氢气点火能量低、火焰传播速度快的优势提高混合气的燃烧速度,降低CO和HC排放.而缸内直喷氢气可以通过调整喷氢时刻,使氢气富集在火花塞附近,引燃混合气,实现稀薄混合气的快速燃烧,进而提高混合气的做功能力.在1,800,r/min、过量空气系数为1.5的稀燃工况下,选取了75、90、105、120和135°,CA BTDC 5种喷氢时刻,研究了喷氢时刻对缸内直喷掺氢汽油机燃烧及排放的影响.结果表明:掺烧10%能量分数的氢气时,在105°,CA BTDC下氢气富集作用最好、动力性最强,缸压峰值最多提高16.2%,,热效率最多提高2.1%,,但NO_x平均升高17.3%,;在120°,CA BTDC和135°,CA BTDC下氢气扩散使得混合气均匀程度提高,HC和CO排放均处于最低水平,分别最多降低38.5%,和44.4%,.     

正丁醇和异丁醇对柴油机燃烧与排放特性的影响

通过一台V6发动机研究了柴油中掺混正丁醇和异丁醇在不同转速、不同EGR率和喷油时刻下对燃烧与排放性能的影响.结果表明:正丁醇-柴油燃料比异丁醇-柴油混合燃料着火滞燃期短,异丁醇缸内峰值压力和预混放热率比正丁醇高.柴油中掺混正丁醇和异丁醇可以明显降低碳烟排放,使得碳烟随着EGR率变化变得平缓.同时掺混正丁醇对碳烟降低的效果更明显,而且掺混丁醇对NOx排放影响不大,一氧化碳与碳氢排放保持在较低水平.最后柴油机燃用丁醇可以达到同时降低碳烟和NOx的效果.     

外部EGR对于汽油机性能和排放的影响研究

外部废气再循环(EGR)技术可以提升汽油机的燃油经济性,降低爆震倾向,搭建了低压EGR系统,研究了外部EGR对于汽油机性能和排放的影响.外部EGR可以降低NOx和CO排放,但是THC排放增加.通过优化后处理配方比例,可以降低后处理成本;对于经济性,EGR率达到23％,油耗可以降低约10 g/(kW·h),对于动力性,E...     

EGR对通用小型汽油机HC和NO_x排放的影响分析

在一款小型非道路汽油机上设置了EGR系统,通过EGR阀的开度控制,研究EGR量对发动机未燃HC和NOx排放的影响。实验结果表明,使用EGR系统可以降低NOx排放,未燃HC正好相反,使总排放量达到最小。     

废气再循环率对高压缩比增压直喷汽油机燃烧与排放特性的影响

以一台采用废气再循环（exhaust gas recirculation,EGR）技术的增压直喷汽油机为研究样机,试验研究了高压缩比15.0时不同EGR率（0%、5%、10%、15%）下该机的燃烧和排放特性。研究结果表明,与常规的压缩比11.5相比,采用高压缩比15.0时,该机缸内最高燃烧压力升高,点火正时提前,燃烧持续期延长,平均指示压力变动系数增大,有效热效率显著提高;碳氢化合物（hydrocarbon,HC）排放和颗粒物数量增加,CO排放和颗粒物质量降低,NO_x排放略有升高。采用EGR技术能够有效抑制爆震和降低NO_x排放。相同工况下,随着EGR率升高,该机的燃烧持续期延长,平均指示压力变动系数增大,低负荷(制动平均有效压力（brake mean effective pressure,BMEP）为0.5 MPa)下的缸内最高燃烧压力逐渐下降,有效热效率变化不大。高负荷（BMEP为1.0 MPa）下的缸内最高燃烧压力先上升后下降,有效热效率整体呈上升趋势,高压缩比情况下该机EGR率为10%时的热效率最高,为38.45%;CO排放先减小后增加...     

喷油时刻对缸内直喷汽油机颗粒物排放的影响

缸内直喷汽油机因其良好的节能性能,近几年来成为车用汽油机研究的重点,但也带来了颗粒物排放的问题.针对一款缸内直喷发动机,采用CFD数值模拟和发动机台架试验相结合的方法,研究了不同的喷射时刻对直喷汽油机混合气形成和颗粒物排放的影响.结果表明:缸内直喷汽油喷雾碰壁形成油膜与颗粒物排放有着直接的关系;在小负荷和中等负荷工况下,喷射时刻的优化能够有效地降低颗粒物数量排放.对于典型进气侧置喷油器缸内直喷汽油机,中小负荷工况优化的喷油策略为喷射时刻在进气冲程中期(约270,°,CA BTDC).     

稀释燃烧对高压缩比直喷汽油机性能的影响

为探究稀释燃烧改善发动机性能的潜力,通过一台1.5 L高压缩比增压直喷汽油机开展台架试验,对比研究了空气稀释、废气再循环(EGR)稀释及复合稀释燃烧在不同稀释程度下对中速、中负荷工况下发动机性能的影响规律．结果表明：稀释燃烧延长了燃烧持续期,降低了有效燃油消耗率(BSFC),减少了发动机传热损失,并降低了CO排放,稀释方式不同会导致HC和NO_x排放随稀释率的变化规律不同,但在高稀释率下,相比无稀释燃烧,HC排放升高,NO_x排放降低;相较于EGR,空气稀释对燃烧的抑制更弱,稀释边界更宽,BSFC降低效果更好,CO与HC排放显著更低,未燃损失更低,NO_x排放更高,且这些规律在相同稀释率、不同EGR占比的复合稀释燃烧的性能参数变化中同样存在,但有效热效率在过量空气系数φa=1.34、EGR率约为5%(稀释率为1.4)时达到最高,这与排气损失更低有关,此时相较原机,BSFC降低了5.7%,NO_x降低了33%,均比φa为1.40时的降幅更大,证明了复合稀释燃烧具备更强的节能减排潜力．     

PCCI结合EGR对柴油机燃烧排放的影响

燃烧过程对发动机的整机性能有着重要的影响,通过调整进气门关闭时刻和提前喷油角度可以实现预混压燃,预混压燃(PCCI)能够很好的控制SOOT的排放,但对降低NOx排放不是很明显,PCCI结合外部EGR可以很好地控制NOx的排放。本文运用三维CFD模型对由4102BZLQ柴油机改造的PCCI进行了数值模拟,分析预混压燃对燃烧排放的影响,针对PCCI中NOx高排放问题加入外部EGR,对比不同EGR率时NOx、CO、HC排放的变化,并分析了可能导致NOx、CO、HC变化的机理。     

稀燃条件下主动预燃室式直喷汽油机燃烧和排放特性研究

为明晰不同点火方式对汽油机稀薄燃烧特性的影响规律,在一款排量为0.5 L的研究型单缸机上试验研究了传统火花塞和主动预燃室两种不同点火方式下发动机燃烧及排放特性,探索主动预燃室拓展稀薄燃烧极限的多种影响因素.研究结果表明,稀薄燃烧可有效降低油耗,提高发动机热效率.传统点火线圈的稀燃极限处于过量空气系数1.5附近,最高指示...     

EGR率对乙醇/生物柴油混合燃料燃烧及排放特性的影响

在一台经过深度改装的四缸直喷水冷柴油机上,燃用乙醇与生物柴油的混合燃料,研究了EGR率与燃料特性对柴油机燃烧及排放的影响.结果表明:EGR系统的介入以及乙醇的掺混均可减小燃烧过程中缸内压力和放热率峰值.燃用同种掺混比的燃料,随着EGR率的增大,滞燃期和燃烧持续期出现了不同程度的延长,当量燃油消耗率升高,有效热效率降低.EGR率不变时,燃用不同掺混比的混合燃料,随乙醇质量分数的增加,滞燃期与燃烧持续期逐渐延长,当量燃油消耗率逐渐降低,有效热效率逐渐升高.NO_x的排放量在EGR引入后出现了显著下降,HC排放量升高.相同EGR率下,随着乙醇掺混比的提高NO_x排放量略微下降,HC排放量表现出先减小后升高的趋势.相比纯生物柴油,乙醇的掺混可以显著减少大粒径颗粒物的数量.EGR率的变化对核模态粒子的数量影响不明显,但聚集态粒子的数量会随着EGR率的提高出现较为明显的增多.将乙醇、生物柴油和EGR系统三者相耦合可改善柴油机的燃烧及排放特性.     

EGR对非道路通用小型汽油机排放的影响研究

小型汽油机为了得到较高的功率及较低的NOx排放通常采用浓混合气控制策略,这样就导致大量的未燃HC产生。本文在一台非道路小型通用汽油机上研究了EGR对发动机排放的影响;在此基础上,研究空燃比在EGR阀开启和关闭时对排放的影响,进而通过实验优化空燃比。实验结果表明NOx排放随着EGR率的增加而降低,HC却相反。通过EGR系统以及空燃比的优化可以得到较低的HC和NOx排放总量,达到EPA三阶段排放限值要求。     

乙醇添加对直喷式汽油机微粒排放的影响

在一台自然吸气式直喷式汽油机上开展了汽油添加乙醇对微粒浓度和粒径分布特性影响的研究。同时利用热重分析方法考察了乙醇汽油和汽油两种燃料生成的颗粒物碳烟的氧化活性。研究发现:添加乙醇会使得低负荷、低转速工况的微粒峰值浓度和微粒数目明显增加,主要原因是乙醇添加影响了燃油的雾化特性,导致雾化变差,缸内混合气不均匀;但是,对高速高负荷工况影响不大,随着负荷的增加,乙醇汽油微粒浓度降低,主要原因是高负荷时喷油压力高,乙醇添加对燃油雾化效果影响小,但乙醇的含氧有利于颗粒物的氧化。热重分析结果表明,乙醇汽油生成的颗粒物氧化起燃温度低于纯汽油生成的颗粒物,同时乙醇汽油生成颗粒物的氧化活化能也低于纯汽油的颗粒物。     

乙醇预混与PODE直喷复合燃烧的气体排放特性

为了控制压燃式发动机的气体排放,在一台增压中冷共轨发动机上对聚甲氧基二甲醚(PODE)引燃乙醇均质充量的复合燃烧性能及其气体排放特性进行了研究.结果表明:随着进气道预混乙醇比例增加,复合燃烧滞燃期被延长,其预混燃烧量与放热率峰值增大,扩散燃烧量降低;复合燃烧的NO_x排放随着预混乙醇比例增加而降低,但m(NO_2)/m(NO_x)值显著增大,经过氧化催化转换器(DOC)后,纯PODE燃烧的m(NO_2)/m(NO_x)值增大而复合燃烧的m(NO_2)/m(NO_x)值减小;复合燃烧的HC、CO、甲醛和乙醛排放量均明显高于纯PODE燃烧,且随着预混乙醇比例增加而增大,但可以被DOC高效氧化.复合燃烧的HC、CO和NO_x排放量经过DOC后均明显低于纯PODE燃烧的排放,而甲醛、乙醛和NO_2排放量与纯PODE燃烧时处于同一水平.