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《吉林大学》 2011年
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超低排放双阶段燃烧可行性研究

李庆华  
【摘要】:目前国内外研究柴油机新型高效清洁燃烧方式主要是围绕缸内燃烧反应区微观浓度—温度(φ-T)原理图,通过混合过程控制(组织不同燃烧阶段可燃混合气)及化学过程控制(控制燃烧反应区氛围)优化燃烧路径,避开NOx和PM排放区域实现超低排放。本研究提出具有超低排放潜能的低高温双阶段燃烧模式,通过调节第一阶段喷油参数(喷油量、喷油轨压、喷油正时等),形成燃空当量比小于2的准均质混合气,在压缩冲程上止点前实现带有冷焰放热阶段的LTC燃烧;再向缸内适宜的温度、浓度氛围喷入第二阶段燃烧的燃油(控制喷油参数),延长第二阶段燃油滞燃期,在油束周围形成离散度低的可燃混合气区域,保证第二阶段燃烧迅速且完全,燃烧反应区温度高且向周围传热时间缩短(较传统燃烧反应),避免NOx和PM大量产生,实现具有高温燃烧特征的第二阶段燃烧。 本研究针对一台CA6DL2-35E3电控高压共轨增压中冷重型柴油机进行相关的模拟与试验研究,主要工作内容及其结论如下: 1.构建试验台架测控平台。借助高速传感器配置毫秒级A/D数据采集系统对发动机运行状态参数进行实时监测并记录测量结果;利用磁电式编码器和DS-9100燃烧分析仪实现缸压曲线的测量;利用MEXA7200E汽车排气分析仪采集并分析发动机尾气浓度以及借助AVL439烟度计测量发动机排气消光烟度值;借助开发ECU和INCA标定系统实现喷油模式、喷油轨压、喷油正时等供油参数宽范围独立控制。 2.建立发动机模拟平台。针对本台试验发动机,利用Pro/E绘制发动机燃烧室图形,再用STAR-CD中的Match piston方法,采用自创CMC-O-grid模板划分燃烧室网格,建立用于发动机燃烧过程模拟的计算模型。 3.通过调整喷油参数模拟试验研究表明:根据发动机进气流量,适当选择第一阶段喷油油量、喷油轨压以及喷油正时,能够在压缩冲程上止点前发生带有冷焰放热阶段的LTC燃烧;将第二阶段燃油喷入适宜温度、浓度氛围的区域,能够产生燃烧迅速且完全(相对于传统燃烧方式而言)的高温燃烧阶段。选择1650r/min、25%负荷,两阶段喷油量比例为1:1,主预喷间隔角度43°CA,轨压和主喷时刻与单阶段模式保持一致,实现的双阶段燃烧NO和soot的排放降幅分别达到47.8%和24.6%,该新型燃烧模式具有同时降低NOx和PM的潜力。 4.参照模拟实验结论开展发动机台架试验。利用INCA标定系统和开发ECU调整喷油参数,探索本课题提出的新型燃烧模式,经过研究表明:选择两阶段喷油模式,当两阶段喷油间隔超过40°CA,调整两段喷油量的比例,其燃烧放热率曲线都表现为带冷焰放热过程的三个峰值的两阶段燃烧;在双阶段燃烧模式下,保持第一阶段喷油参数不变,仅改变主喷正时,CO和HC排放物浓度基本不受第二阶段喷油时刻的影响,NOx随着喷油正时推后有所下降,消光烟度值存在极大值,未能同时降低NOx和PM的排放水平;在双阶段放热模式下,改变主预喷燃油比例,其他参数保持不变,对NOx和HC排放物浓度水平影响不大,而CO和消光烟度值发生较大变化,因此调节两阶段喷油量比例可以用来优化CO和消光烟度值。 5.本文还开展了后喷对双阶段燃烧模式产生的影响实验。在两阶段燃烧模式的前提下再增加后喷燃油过程,后喷油量来自主喷油量,缸内的最高平均温度以及最大爆发压力均降低,但是缸内非燃烧冲程的缸内平均温度变高;后喷时刻改变对HC和NOx排放物的浓度基本没有影响,CO气体排放物的浓度先升高后降低,消光烟度值则表现为先降低后升高,因此调整后喷时刻可以作为调节CO和PM排放的一种手段。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TK421.2

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 汪映,周龙保,蒋德明;均质充量压缩燃烧方式的研究进展及存在问题[J];车用发动机;2002年05期
2 高海洋,曹惠玲,董锡强;柴油机预混合燃烧技术[J];车用发动机;2001年03期
3 汪卫东;国外三大汽车排放法规体系[J];柴油机设计与制造;2003年04期
4 苏万华,林铁坚,张晓宇,裴毅强,赵华;MULINBUMP-HCCI复合燃烧放热特征及其对排放和热效率的影响[J];内燃机学报;2004年03期
5 王万利,宋钧,周校平,黄震;柴油机排放法规及控制技术分析(二)[J];内燃机;2002年05期
6 刘宜,周校平,乔信起,黄震;我国柴油机迎接欧-Ⅲ排放限值的技术准备[J];内燃机工程;2005年02期
7 梁桂华,佘文国,王士钫;一种在HCCI模式下的柴油机缸内微涡流场方法[J];内燃机工程;2004年06期
8 王大兴,张欣,刘建华;均质压燃式(HCCI)燃烧的研究[J];内燃机工程;2002年04期
9 雷卫,苏万华;一种新的HCCI柴油机燃油喷雾特性的PLIF法测试装置[J];汽车工程;2004年04期
【共引文献】
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1 徐百龙,郭英男,谭满志,刘金山,姜立永;利用排气再循环降低轻型车NO_x排气污染物[J];车辆与动力技术;2000年03期
2 王长宇,黄英,葛蕴珊,张付军,郝利君,孙业保;汽车排放法规的发展历程和技术对策[J];车辆与动力技术;2000年04期
3 谭建伟;葛蕴珊;李文祥;张世鹰;;非道路用柴油机与车用重型柴油机排放标准相关性研究[J];车辆与动力技术;2005年04期
4 高吕和,胡定军;汽车尾气的催化净化技术研究[J];北京工业职业技术学院学报;2003年04期
5 席跃进,刘建华;车用内燃机环保节能技术的进展[J];北京汽车;2004年03期
6 张雄;李孟良;乔维高;;汽车排放污染物测试的发展方向——车载排放测试[J];北京汽车;2006年06期
7 刘渤海,周校平,黄震;在用轻型汽油车的净化技术和使用状况[J];车用发动机;2000年05期
8 刘军;汽车排气催化转化装置气流特性分析[J];车用发动机;2001年04期
9 刘忠长,赵佳佳;车用柴油机电控高压喷油系统与欧Ⅲ排放标准[J];车用发动机;2004年04期
10 安利强,杨福源,李进,欧阳明高;电控单体泵柴油机关键MAP的匹配与标定[J];车用发动机;2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 陈士力;;汽车排气催化转化器技术及应用[A];成都市汽车工程学会第四届理事会议暨学术交流会论文集[C];2001年
2 姚春德;吉庆;李琦;程传辉;王艳霞;于浩波;;汽油加入生物添加剂对发动机废气排放影响的研究[A];中国汽车工程学会燃料与润滑油分会第11届年会论文集[C];2004年
3 姚春德;吉庆;李琦;程传辉;王艳霞;;汽油加入生物添加剂对发动机燃油经济性影响的研究[A];中国汽车工程学会燃料与润滑油分会第11届年会论文集[C];2004年
4 姚春德;李琦;吉庆;姚广涛;王艳霞;;生物基添加剂对车用乙醇汽油性能影响的研究[A];中国汽车工程学会燃料与润滑油分会第11届年会论文集[C];2004年
5 孙培廷;;环境经济性对船舶柴油机动力装置发展影响的探讨[A];2000年大连国际海事技术交流会论文集(第一卷)[C];2000年
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1 李学民;分配泵电控系统的开发及在车用柴油机上的应用研究[D];吉林大学;2005年
2 郭世永;改性碳纤维降低发动机NOX排放的机理及应用研究[D];大连理工大学;2000年
3 刘军;汽车排气后处理装置工作过程数值模拟[D];江苏大学;2002年
4 陈盛樑;城市空气质量管理的系统研究[D];重庆大学;2002年
5 许晓光;基于红外加热再生的柴油机排气微粒后处理技术的研究[D];大连理工大学;2002年
6 王天友;四气门汽油机稀混合气燃烧及降低NO_x排放的研究[D];天津大学;2003年
7 祁东辉;混合喷射液化石油气/柴油双燃料发动机的研究[D];长安大学;2003年
8 刘增勇;降低汽油机有害排放物NO_x的分层废气再循环的研究[D];天津大学;2004年
9 李志军;吸附还原净化准均质稀燃汽油机氮氧化物排放实验研究[D];天津大学;2004年
10 刘瑞祥;用微粒过滤器和EGR同时降低柴油机微粒和NOx排放[D];大连理工大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高海润;用废气再循环降低压燃式发动机燃用柴油醇时的氮氧化物排放[D];吉林大学;2005年
2 董光宇;乙醇均质压燃燃烧边界条件的试验研究[D];吉林大学;2005年
3 佘文国;柴油机缸内流场PIV测试技术的应用研究[D];大连理工大学;2005年
4 周祥军;柴油机受热零部件热负荷的实验研究及其数值仿真[D];武汉理工大学;2005年
5 张毅;降低车用直喷式柴油机排放的试验研究[D];广西大学;2001年
6 苏庆运;柴油机微粒过滤器连续再生的试验研究[D];大连理工大学;2001年
7 陈景锋;低温燃烧降低船用柴油机NOx排放率的研究[D];大连海事大学;2000年
8 张跃文;船用柴油机氮氧化物排放特性与排放量计算方法研究[D];大连海事大学;2000年
9 吕代臣;船用柴油机NOx实船测试技术与计算方法的研究[D];大连海事大学;2001年
10 涂海涛;利用H_2O_2进行DPF再生的试验研究[D];大连理工大学;2002年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 刘宜,周校平,乔信起,黄震;我国柴油机迎接欧-Ⅲ排放限值的技术准备[J];内燃机工程;2005年02期
2 苏万华,林铁坚,张晓宇,裴毅强,赵华;MULINBUMP-HCCI复合燃烧放热特征及其对排放和热效率的影响[J];内燃机学报;2004年03期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐凯,朱梅林,李兵;发动机排气污染物控制技术及发展趋势[J];车用发动机;1998年06期
2 王钧效,王桂华,陆辰,陆家祥,张锦杨;柴油机共轨式喷油系统喷油率控制技术分析[J];车用发动机;2001年03期
3 王大兴,张欣,刘建华;均质压燃式(HCCI)燃烧的研究[J];内燃机工程;2002年04期
4 梁桂华,佘文国,王士钫;一种在HCCI模式下的柴油机缸内微涡流场方法[J];内燃机工程;2004年06期
5 凌君旸,郭继崇;使D6114车用柴油机排放达到欧洲Ⅰ号标准的试验研究[J];内燃机学报;2001年03期
6 裴毅强,苏万华,林铁坚;一种基于稀扩散燃烧的BUMP燃烧室及其对柴油机碳烟和NO_x排放影响的实验研究[J];内燃机学报;2002年05期
7 林铁坚,苏万华,裴毅强;基于电控高压共轨燃油系统的多脉冲复合控制燃烧系统[J];内燃机学报;2002年06期
8 苏万华,林铁坚,张晓宇,裴毅强,赵华;MULINBUMP-HCCI复合燃烧放热特征及其对排放和热效率的影响[J];内燃机学报;2004年03期
9 贾明;解茂昭;;HCCI发动机燃烧多维数值模拟(Ⅰ)——模型的建立和比较[J];内燃机学报;2007年01期
10 方显忠,刘忠长,许允,刘巽俊;车用直喷式柴油机排气微粒与消光式烟度的关系[J];汽车工程;2003年02期
【相似文献】
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1 李宇飞;何国强;刘佩进;;SMC燃烧模式下引射火箭性能影响因素的实验研究[J];推进技术;2006年02期
2 陈俊;Automobile Factory;;出将入相大不同[J];明日风尚;2009年09期
3 张海波;庄恒国;;先进柴油机燃烧技术的研究进展[J];汽车与配件;2010年26期
4 刘炜;黄震;;不同燃烧模式下正庚烷燃烧发动机排气超细颗粒特性[J];上海交通大学学报;2011年06期
5 侯圣智;谢辉;陈韬;胡顺堂;赵华;;HCCI汽油机混合燃烧及放热率计算模型[J];天津大学学报;2009年11期
6 张豫南,高玉峰,薛传庚,王复兴,李匡成;计算机控制发动机喷油量的分析[J];装甲兵工程学院学报;1998年01期
7 王志,王建昕,帅石金,马青峻;基于2阶段喷射的缸内直喷汽油机HCCI燃烧的研究[J];汽车工程;2005年05期
8 刘建敏,乔新勇,张小明;基于人工神经网络的柴油机喷油量检测研究[J];内燃机工程;2002年02期
9 周德蓀,鲍延年;关于ZS15S15型轴针节流式喷雾器的喷油量问题[J];农业机械学报;1965年03期
10 葛强强;王志;田国弘;王建昕;杨俊伟;张志福;;SI/HCCI燃烧模式瞬态切换过程的建模与优化[J];内燃机学报;2008年03期
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1 侯献军;马义;彭辅明;颜伏伍;;喷油催化燃烧再生的DPF提温特性研究[A];湖北省内燃机学会2009年学术年会论文集[C];2009年
2 田国弘;王志;王建昕;帅石金;;HCCI/SI燃烧模式转换过程关键因素的研究[A];2007年APC联合学术年会论文集[C];2007年
3 吴晓铃;汤锋;戚文正;;润滑方式对齿轮本体温升的影响[A];第五届全国摩擦学学术会议论文集(上册)[C];1992年
4 杜善义;许兴利;韩杰才;赫晓东;;用非平衡态热力学理论研究自蔓延高温合成过程[A];第二届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1995年
5 姬园;韩静;;浅谈电子燃油喷射控制的原理[A];第五届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2008年
6 董尧清;朱朋;顾萌君;纪丽伟;;共轨喷射系统喷孔参数对柴油机性能影响的模拟预估[A];2006年APC联合学术年会论文集[C];2006年
7 阎智慧;顾善愚;;预喷对柴油机性能及排放影响的试验研究[A];2006年APC联合学术年会论文集[C];2006年
8 何国强;李宇飞;刘佩进;;引射火箭SMC燃烧模式的实验研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
9 田国弘;王志;葛强强;王建昕;帅石金;;缸内直喷汽油机SI-HCCI-SI燃烧模式切换的研究[A];2006年APC联合学术年会论文集[C];2006年
10 阮周星;陈文军;叶春雷;沈武;周长银;;浅探柴油机的喷油与燃烧[A];中国造船工程学会修船技术学术委员会船舶维修理论与应用论文集第七集(2004年度)[C];2004年
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1 陈伯康;宝马740轿车加油不畅排黑烟[N];中国汽车报;2002年
2 擂台主持人 杨 扬;维修擂台第二阶段击鼓开擂[N];中国汽车报;2003年
3 广西 梁威;汽车电喷系统简介[N];电子报;2006年
4 张鹏;空挡滑行—— 不省油、太危险[N];中国消费者报;2007年
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6 ;达涅利森特罗燃烧公司提供的无焰烧嘴[N];世界金属导报;2008年
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1 伏军;微粒捕集器喷油助燃再生过程热工参数建模及控制系统研究[D];湖南大学;2011年
2 田国弘;缸内直喷汽油机HCCI燃烧瞬态过程的研究[D];清华大学;2007年
3 张鹏;均质压燃/缸内直喷双燃烧模式柴油机数值模拟与实验研究[D];华中科技大学;2011年
4 白云龙;直喷汽油机分层当量比混合气及废气稀释燃烧模式的研究[D];清华大学;2011年
5 韩立伟;缸内直喷汽油机应用起动—停止技术的研究[D];吉林大学;2010年
6 张宏超;基于振动信号及飞轮转速信号相耦合的HCCI汽油机燃烧反馈控制研究[D];天津大学;2012年
7 李新;基于喷油助燃再生的柴油车颗粒物后处理技术研究[D];武汉理工大学;2009年
8 马宗正;摩托车汽油机进气道附壁油膜研究[D];山东大学;2010年
9 于洋;柴油机分层预混压燃燃烧及多阶段高效清洁燃烧过程研究[D];天津大学;2010年
10 佘金平;柴油喷雾热强化混合过程及其对燃烧与排放影响的研究[D];华中科技大学;2012年
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1 李庆华;超低排放双阶段燃烧可行性研究[D];吉林大学;2011年
2 杨薇;柴油机双阶段燃烧模式的模拟研究[D];吉林大学;2012年
3 田丙奇;电控单体泵喷油系统全工况循环喷油量波动的量化分析[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 邱赞卿;丁醇柴油复合喷油燃烧的试验研究[D];湖南大学;2012年
5 孟庆媛;分层充量压燃燃烧及排放机理多维数值模拟研究[D];天津大学;2008年
6 谷兴海;电控单体集成泵执行器设计与仿真[D];河北工程大学;2010年
7 王程勇;RT-FLEX60C共轨燃油系统喷油性能仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
8 鲍龙;基于喷油策略的缸内直喷汽油机分层燃烧仿真研究[D];吉林大学;2013年
9 刘军萍;高功率密度OPOC柴油机喷雾—燃烧过程与喷油策略研究[D];中北大学;2013年
10 王继刚;HIPS/OMMT复合材料在不同燃烧模式下的对火反应特性研究[D];青岛科技大学;2010年
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