柴油-天然氣雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)柴油噴油控制策略試驗(yàn)研究.pdf

1、柴油/天然氣雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)可以保持和柴油相同的壓縮比，實(shí)現(xiàn)與柴油機(jī)相當(dāng)?shù)母邿嵝?，燃用天然氣可減少石油消耗，降低 CO2排放和碳煙顆粒排放。因此，柴油/天然氣雙燃料是內(nèi)燃機(jī)燃用天然氣的主要技術(shù)途徑之一。在這一燃燒方式中，缸內(nèi)柴油噴油控制策略對(duì)燃燒和排放有重要的影響，噴油策略優(yōu)化控制是燃燒過(guò)程優(yōu)化、實(shí)現(xiàn)高效清潔燃燒的重要技術(shù)途徑，本文以采用簡(jiǎn)化后處理器滿足國(guó) V排放法規(guī)為目標(biāo)，對(duì)天然氣替代比例和噴油控制策略優(yōu)化等開(kāi)展了試驗(yàn)研究。
　　

2、本文研究在一臺(tái)重型高壓共軌柴油機(jī)改裝的柴油/天然氣雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行。首先開(kāi)展了不同天然氣替代比例對(duì)柴油/天然氣雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)性能和排放影響的試驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明：隨著天然氣替代比例的增加，缸內(nèi)的燃燒特性發(fā)生變化，從純柴油的預(yù)混合燃燒與擴(kuò)散燃燒逐漸向柴油預(yù)混合燃燒與擴(kuò)散燃燒及天然氣稀預(yù)混合多點(diǎn)點(diǎn)燃方式變化。通過(guò)對(duì)低速小負(fù)荷工況下柴油循環(huán)油量和總過(guò)量空氣系數(shù)的優(yōu)化，能夠有效地降低THC、CH4和CO排放，并可獲得較低的Soot排放，但NO

3、x排放略有增加。通過(guò)優(yōu)化柴油噴油定時(shí)，可以使缸內(nèi)工質(zhì)接近均質(zhì)狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性和有害排放可以得到進(jìn)一步的改善。
　　在對(duì)天然氣替代比例進(jìn)行優(yōu)化的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了柴油噴油控制策略的試驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明：在低速小負(fù)荷工況采用柴油早噴策略和較大的總過(guò)量空氣系數(shù)下，當(dāng)量柴油比油耗幾乎接近純柴油水平，同時(shí)THC、CH4和NOX比排放降低，CO和Soot比排放稍有惡化但增加幅度不大。中速小負(fù)荷工況采用柴油早噴策略、結(jié)合廢氣再循環(huán)（EGR

4、）并通過(guò)優(yōu)化柴油噴油定時(shí)能夠同時(shí)獲得較好的燃油經(jīng)濟(jì)性并降低有害排放，并且降低了最大爆發(fā)壓力和壓力升高率，有利于提高柴油/天然氣雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。低速中等負(fù)荷工況，需要采用大比例預(yù)噴控制策略，通過(guò)優(yōu)化預(yù)噴定時(shí)和噴油壓力提高燃油經(jīng)濟(jì)性和降低有害排放，采用MOC后處理器排放有滿足國(guó)V的潛力。
　　上述研究結(jié)果表明，根據(jù)不同的工況采用不同的天然氣替代比例并優(yōu)化柴油噴油控制策略，柴油/天然氣雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)有采用簡(jiǎn)化后處理器滿足國(guó)V排放標(biāo)