随着能源与环境的问题日益突出,对内燃机的经济性和排放性能要求越来越高。提高内燃机经济性和排放性能的最根本途径是改进缸内燃烧过程。本文通过示功图、燃烧相对光强、高速摄影记录燃烧图片等多种方法,在定容燃烧弹上模拟研究废气再循环(EGR)对直喷柴油机燃烧的影响,并且使用Chemkin4.11软件模拟研究了EGR中水对燃烧的影响。
本文用定容燃烧弹模拟柴油机上止点的燃烧情况可靠,通过多次喷射燃烧及进气添加水来实现EGR的方法可行。用自制的光强传感器检测弹体内的燃烧结果与示功图测量的结果相同。在可见光范围内,传感器波长的选择对燃烧相对光强显示的燃烧规律没有影响。在不同初始压力、温度下,EGR率增加均可延长压升滞燃期和发光滞燃期,减缓燃料燃烧的速度,降低最高相对光强值,从而降低最高燃烧温度。在EGR较小时,最大相对光强值升高率与最大燃烧放热率基本同步,甚至会有所提前；但是当EGR率超过5％或者更高时,最大相对光强升高率的出现将明显滞后于最大放热率的出现。当EGR增加到足够高(40％)时,燃烧将不会出现明亮的火焰,基于辐射光强的研究方法将不再适用。进气添加H2O会促进燃料的氧化,缩短滞燃期,提高燃烧的稳定性,同时添加水又可以抑制高温反应,降低最高燃烧温度。促进燃料的氧化,缩短滞燃期主要是由于添加H2O后,燃烧区比热容增加,从而减少燃油喷射时燃烧区的温度降低和H2O电离出的·OH、H·促进了中低温阶段CO的氧化。真实EGR对燃烧的影响主要是由于EGR气体对氧气的稀释作用和温度效应的作用。稀释作用可以增加滞燃期,减缓燃料的氧化速度,降低最高燃烧温度。EGR气体引起的温度的升高会提高燃料的氧化速度,造成最高燃烧温度的升高,可以提高柴油机在低负荷、怠速和冷启动时燃烧的稳定性,但是在正常工作和大负荷时会造成NOx排放的恶化。EGR气体引起的比热容的增加会降低最高燃烧温度,但是其作用相比稀释效应和温度效应较弱。
- 作 者：
- 覃玉峰
- 学科专业：
- 动力机械及工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 天津大学
- 导师姓名：
- 张延峰
- 学位年度：
- 2010
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
