论文部分内容阅读
节能和排放已成为内燃机发展的主题,采用富氧燃烧技术可以降低发动机的微粒排放,提高其经济性和动力性,但同时却带来了NOx排放增加的问题,需要采取其它措施来解决。本文选用一台增压柴油机进行富氧燃烧技术试验研究,基于富氧燃烧结合EGR技术的控制方法,在布置了稳定的富氧进气系统,设计了可靠的EGR系统基础上,重点试验研究了不同进气氧浓度与不同EGR率组合对柴油机烟度和NOx排放的影响,及对有效燃油消耗率和最大输出功率的影响。试验主要选取了进气氧浓度为21%、22%、23%、24%和EGR率为20%、35%、45%、50%进行相互组合匹配,并与富氧进气试验、原机试验进行了对比研究。试验研究结果表明,当富氧进气浓度在21%-24%范围内,同一工况下增压柴油机烟度随进气氧浓度的增加而大幅度减小,NOx排放则随着进气氧浓度增加而急剧上升,主要原因是富氧进气提高了缸内燃烧压力和温度,对NOx生成起积极作用；其有效燃油消耗率随着氧浓度的升高而稍有降低,最大输出功率则随着进气氧浓度的增加而增加;当进气氧浓度每增加1%时,其最大输出功率的平均增长率约为0.8%。当富氧进气在21%-24%与EGR率在20%-50%的范围内进行合理组合匹配时,一定工况下相应增加进气氧浓度和EGR率可以同时明显降低烟度和NOx排放。大部分组合后烟度排放都远远低于原机,特别是2200r/min全负荷工况点,富氧进气24%和EGR率20%组合,烟度排放降低比例可达80.0%左右；在部分组合下NOx排放远远低于原机,特别是1600 r/min全负荷工况点,进气氧浓度21%和EGR率50%组合,NOx排放降低比例可达56.7%左右;发动机1600r/min和2200r/min全负荷工况的有效燃油消耗率和最大输出功率在EGR率20%-45%时组合基本与原机相当,而EGR率45%-50%范围内组合时对发动机有效燃油消耗率的影响程度在10%左右。通过富氧进气和EGR二者共同作用,可以同时降低烟度和NOx排放,并基本保持与原机相当的经济性和动力性,在发动机2200r/min全负荷工况点,进气氧浓度21%和EGR率20%组合,氧浓度22%和EGR率50%组合可使烟度和NOx排放降低比例分别为20.0%和14.8%,6.7%和19.2%。