柴油-天然氣雙燃料發(fā)動機柴油噴油控制策略試驗研究.pdf

1、柴油/天然氣雙燃料發(fā)動機可以保持和柴油相同的壓縮比，實現(xiàn)與柴油機相當(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燃燒和排放有重要的影響，噴油策略優(yōu)化控制是燃燒過程優(yōu)化、實現(xiàn)高效清潔燃燒的重要技術(shù)途徑，本文以采用簡化后處理器滿足國 V排放法規(guī)為目標(biāo)，對天然氣替代比例和噴油控制策略優(yōu)化等開展了試驗研究。
　　

2、本文研究在一臺重型高壓共軌柴油機改裝的柴油/天然氣雙燃料發(fā)動機上進行。首先開展了不同天然氣替代比例對柴油/天然氣雙燃料發(fā)動機性能和排放影響的試驗研究。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)混合燃燒與擴散燃燒逐漸向柴油預(yù)混合燃燒與擴散燃燒及天然氣稀預(yù)混合多點點燃方式變化。通過對低速小負荷工況下柴油循環(huán)油量和總過量空氣系數(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。通過優(yōu)化柴油噴油定時，可以使缸內(nèi)工質(zhì)接近均質(zhì)狀態(tài)，發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性和有害排放可以得到進一步的改善。
　　在對天然氣替代比例進行優(yōu)化的基礎(chǔ)上，進行了柴油噴油控制策略的試驗研究。研究結(jié)果表明：在低速小負荷工況采用柴油早噴策略和較大的總過量空氣系數(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、）并通過優(yōu)化柴油噴油定時能夠同時獲得較好的燃油經(jīng)濟性并降低有害排放，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)動機的使用壽命。低速中等負荷工況，需要采用大比例預(yù)噴控制策略，通過優(yōu)化預(yù)噴定時和噴油壓力提高燃油經(jīng)濟性和降低有害排放，采用MOC后處理器排放有滿足國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)動機有采用簡化后處理器滿足國V排放標(biāo)