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基于預混燃料策略的柴油機燃燒和排放研究

更為嚴格的汽車排放法規(guī)迫使各種后處理系統(tǒng)應用在發(fā)動機上，這些系統(tǒng)包括廢氣再循環(huán)系統(tǒng)、柴油氧化催化劑、柴油微粒過濾器和選擇性催化還原裝置。后處理系統(tǒng)工作條件較為復雜，常需要在特定的溫度和廢氣組成下才能實現(xiàn)發(fā)動機排放性能最佳。為保證合適的后處理系統(tǒng)工作條件，本文通過試驗重點探究柴油機柴油燃料直噴的噴油策略，還分析了使用替代燃料和雙燃料對發(fā)動機性能的影響。

試驗在加拿大溫莎大學清潔柴油機試驗室進行。采用一個直列4缸福特博格華納發(fā)動機。試驗僅在一個氣缸中進行，該缸配備獨立的進、排氣歧管和燃油噴射系統(tǒng)。通過一個壓力調(diào)節(jié)器控制的空氣壓縮機提供進氣壓力。缸內(nèi)安裝壓力傳感器記錄氣缸內(nèi)壓力變化。排氣溫度利用安裝在排氣管下游的K型熱電偶記錄。所有試驗均在穩(wěn)態(tài)條件下進行，共提供了5種噴油策略：超低硫柴油直接噴射、乙醇直接噴射、丁醇直接噴射、柴油乙醇雙燃料直接噴射、柴油丁醇雙燃料直接噴射。通過非色散紅外檢測器測量進排氣CO2和CO，化學發(fā)光探測器測量NOx，火焰離子化檢測器測量HC排放量，煙度計測量煙霧排放。試驗結(jié)果顯示，發(fā)動機功率輸出、排氣溫度和排氣組成對噴油正時十分敏感。發(fā)動機為了產(chǎn)生更大的輸出功率，相對提前的噴油正時最適合，當噴油正時逐漸延遲時，輸出功率逐漸下降。而相對提前的噴油正時同樣會提高排氣溫度和排氣中高反應活性物質(zhì)的數(shù)量。因此，一個適中的提前噴油正時最合理，延遲的噴油正時最不可取。在一般情況下，替代燃料和雙燃料噴射策略可以降低NOx和煙霧排放并降低排氣溫度，且在提前噴油正時可以減少HC和CO的排放。

刊名：Applied Energy（英）

刊期：2015年第157期

作者：Marko Jeftic

編譯：陳丁躍