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柴油機廢氣再循環(huán)和蒸氣注入的試驗研究
為了降低NOx的排放,通常采用在發(fā)動機氣缸之中注入水蒸氣的方法和利用廢氣再循環(huán)(EGR)技術(shù)。當前水注入的方法應(yīng)用廣泛,目的是通過降低氣缸中的局部最高溫度和NOx的形成速率,并通過增加液滴微爆來提高水的霧化。利用EGR技術(shù),即通過注入廢氣來降低氣缸中的局部溫度,降低NOx的形成速率。雖然上述兩種方法都有應(yīng)用,但之前沒有人將兩種方法聯(lián)合使用并進行研究,本文則對蒸氣注入柴油機中同時利用EGR技術(shù)進行理論和試驗研究。建立試驗和燃燒模型。基于燃燒模型,在一臺能夠進行EGR的蒸氣注入柴油機上進行相關(guān)過程試驗,發(fā)動機工作在滿負荷條件下,每個周期的燃料噴射量中,按照20%的蒸氣(S20)和10%的廢氣(E10)比例進行注入。在發(fā)動機性能,以及NOx、CO、CO2和HC排放等方面,與僅注入S20條件相比較。試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),當混合注入S20和E10時,CO的排放量最高能減少約48.3%;而僅注入S20時,則會增加3.5%的燃料消耗率。很明顯,S20+E10的組合能夠使發(fā)動機在各個轉(zhuǎn)速下提高燃料消耗效率。而最佳工作點是在2000r/min發(fā)動機轉(zhuǎn)速下,燃料消耗效率增加1.2%,同時降低45.3%的CO排放量。進一步提高注入廢氣比例E30則優(yōu)勢更加明顯,能夠降低火焰溫度,減少77.3%的NOx排放,同時還會提高9.2%的燃料消耗效率。
刊名:Energy(英)
刊期:2014年第6期
作者:Gorkem Kokkülünk et al
編譯:陳鵬飛