基于多次噴射策略降低柴油機(jī)排放和噪聲的研究

由于各國(guó)對(duì)環(huán)境問(wèn)題的關(guān)注，出臺(tái)了眾多嚴(yán)格的排放法規(guī)，加之日益增加的燃油價(jià)格，使得對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的研究主要集中于減少?gòu)U氣排放和改善燃油經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)方面。柴油機(jī)雖然具有較高的燃油效率，但其排放較高，尤其是NOx排放及顆粒物排放，因而對(duì)同時(shí)降低NOx和顆粒物排放進(jìn)行了大量研究，其中低溫燃燒（LTC）策略便是一種同時(shí)降低NOx和顆粒物排放的方法。但是，運(yùn)用該策略的柴油機(jī)往往具有較高的燃燒噪聲，且CO、HC的排放過(guò)高。已有研究表明，采用多次噴射策略可有效降低CO、HC等未燃燒化合物的排放，同時(shí)也能有效降低燃燒噪聲。為此，對(duì)在LTC環(huán)境下的多次噴射策略進(jìn)行了研究，以降低柴油機(jī)排放和噪聲。

試驗(yàn)前，根據(jù)北美柴油的蒸餾曲線配置試驗(yàn)燃料，所配置試驗(yàn)燃料共包含13種可燃物。試驗(yàn)采用排量為0.83L、壓縮比為16.35的單缸柴油機(jī)。試驗(yàn)過(guò)程保持進(jìn)氣溫度和進(jìn)氣壓力分別為60℃和120kPa，保持燃油和冷卻液溫度為90℃。試驗(yàn)循環(huán)采用美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局規(guī)定的城市循環(huán)。排放測(cè)量采用氣體分析儀和煙度計(jì)，通過(guò)對(duì)柴油機(jī)振動(dòng)頻率和缸內(nèi)壓力的解析確定輻射噪聲。試驗(yàn)采用的噴射策略共3種：?jiǎn)未螄娚洳呗浴?次噴射策略和3次噴射策略。結(jié)果顯示：①在LTC環(huán)境下，3次噴射策略顯示出較好的排放特性；②在2次噴射策略中，第1次噴射和第2次噴射的燃油分流比對(duì)點(diǎn)火延遲有重要影響；③增加第1次噴射時(shí)的噴油量，可有效降低HC和CO排放，并控制NOx排放和噪聲處于較低水平；④增加第3次噴射時(shí)的噴油量，可有效降低噪聲，同時(shí)維持HC和CO排放處于較低水平。此外，在LTC環(huán)境下，增加廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的使用率，在初始氧氣含量13%時(shí)，EGR使用率約增加50%，進(jìn)一步改善了柴油機(jī)的排放。

Wonah Park et al.SAE

2015-01-0831.

編譯：王祥