甲醇發(fā)動機負荷控制的稀薄燃燒與廢氣再循環(huán)試驗評估

使用輕質(zhì)燃料作為發(fā)動機燃料可增強能源安全、減少溫室氣體排放。研究表明，在節(jié)氣門開度不變的情況下，通過控制混合氣濃度及廢氣再循環(huán)改變發(fā)動機產(chǎn)生的負荷，可提高經(jīng)濟性。

研究了甲醇發(fā)動機在節(jié)氣門開度保持不變的情況下，通過廢氣再循環(huán)或稀薄燃燒控制發(fā)動機負荷的可行性。試驗采用單缸發(fā)動機，證實了兩種發(fā)動機負荷控制策略均能提高指示燃油效率5%左右。相比于節(jié)氣門控制負荷的方法，這主要是因為減少了節(jié)氣門損失及冷卻損失等。對于汽油機，這兩種方法的效率受到限制是由于緩慢的燃燒速率及稀釋所帶來的周期性變動。同時，缸內(nèi)溫度的下降減少了NOx排放。但是，對于稀薄燃燒，會降低三元催化器的效率。

基于上述結(jié)果，使用廢氣再循環(huán)控制發(fā)動機負荷更為可靠，因為這樣既可增加效率又不會犧牲排放性。第二輪，試驗采用4缸渦輪增壓柴油機，其壓縮比為19.5:1。高壓縮比、渦輪增壓以及缸內(nèi)擾流使廢氣再循環(huán)的比例可達到50%，并且不會有大的周期變化。

由于發(fā)動機高的壓縮比，試驗中峰值制動熱效率可達到42%。在部分負荷情況下，燃油效率可提高20%，NOx的排放量被控制到可忽略不計的程度。研究表明，對于甲醇發(fā)動機，采用廢氣再循環(huán)作為發(fā)動機負荷控制策略是一種可行的方法。

Jeroen Vancoillie et al.SAE 2012-01-1283.

編譯：郝值