废气稀释协同可变滚流比对直喷汽油机部分负荷燃烧及排放特性的影响

摘要

在一台1.8L直喷汽油机上,研究了部分负荷工况下,引入冷却废气稀释与提高滚流比对发动机燃油经济、燃烧特性以及排放特性的影响。EGR采用低压均质混合外部循环,EGR率最高可以达到30％;可变滚流比通过进气歧管上的滚流调节翻板实现,可以获得1.640的低滚流比和6.167的高滚流比。
　　试验结果表明:随着燃烧相位的逐渐推迟,燃油消耗率首先出现下降,然后反弹回升。各工况下的最大爆发压力随着燃烧相位的推迟均呈递减之势。随着EGR率的增加,相同燃烧相位下的最大爆发压力逐渐升高。提高滚流比后,各工况下的最大爆发压力有所提高。最大压力升高率随燃烧相位推迟逐渐减小,并随滚流比的提高而大幅增加,但在燃油消耗率较低的工作范围内,最大压力升高率维持在0.3MPa/°CA以下。循环变动系数随燃烧相位的推迟先降低后升高。在燃油消耗率较低的范围内,循环变动系数亦维持在2%左右。提高滚流比后,对各工况下循环变动系数改善作用十分明显,使其工作相位得以扩展。
　　在部分负荷下,引入废气稀释可以有效改善燃油经济性,随EGR率增加,燃油消耗率降低,但过量废气会造成燃油消耗率上升。EGR率小于20%时,提高滚流比对燃油消耗率的改善作用有限,当EGR率高于20%,燃烧开始出现恶化。高滚流比对气流运动及燃烧的促进影响较为明显,燃油雾化相对低滚流比工况有所改善,提高滚流比可以使缸内气流运动加剧,混合气湍动能增加,火焰传播速度大幅加快,提高最大爆发压力与最大压力升高率。火焰发展期与总燃烧期随EGR率的增加而延长。通过提高滚流比可以大幅缩短火焰发展期和总燃烧期,使放热过程更加集中,提高燃烧效率。当EGR率超过20%,循环变动开始大幅升高。提高滚流比可使循环变动降低,最终显著提高了废气容忍度,拓展了EGR的稀释极限。引入EGR后,HC排放量有小幅增加,NOx排放量大幅下降,CO排放量存在一定波动;当提高滚流比后,CO排放量得以降低,NOx及HC排放量有所增加。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2汽油机废气稀释技术

1.3可变滚流比在汽油机中的应用

1.4本文的研究内容

第二章 试验装置及试验设备

2.1 试验装置及试验设备

2.2可变滚流比结构

2.3功率校正

2.4电控单元ECU系统的开发

2.5本章小结

第三章 燃烧相位对部分负荷下燃烧特性影响的研究

3.1试验工况的选择

3.2试验结果分析

3.3本章小结

第四章 废气稀释和滚流比协同作用对汽油机部分负荷燃烧及排放特性的影响

4.1 泵气损失及燃油消耗率

4.1废气稀释协同滚流比对燃烧特性的影响

4.2废气稀释和滚流比对排放特性的影响

4.3本章小结

第五章 全文总结与工作展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢