内燃机 第六章.ppt

粘度越大，雾化后油滴的平均直径也越大，使燃油和空气混合不均匀，燃烧不及时或不完全，燃油消耗率增加，排气带烟。 * * 二、柴油机排放的机内控制 降低预混合燃烧阶段的放热速率 加快扩散燃烧速率 （1）电控高压喷射技术：改善燃油雾化及其与空气的混合 二、柴油机排放的机内控制 初期缓慢、中期急速、后期快断 预喷射、主喷射、后喷射 （2）推迟喷油：缩短着火延迟期，并配合高压喷射、气流运动，缩短燃烧持续期，降低NOx （3）燃烧室设计： 二、柴油机排放的机内控制 小型高速柴油机燃烧室： ：重载柴油机燃烧室 （4）排气再循环（EGR）：降低燃烧温度，控制NOx 二、柴油机排放的机内控制 二、柴油机排放的机内控制 （5）增压中冷技术：NOx和碳烟排放降低 二、柴油机排放的机内控制 （6）新概念燃烧 微粒捕集器的关键技术是过滤材料的选择与过滤体的再生 柴油机微粒捕集器 （1）微粒捕集器（Diesel Particulate Filter, DPF） 目前公认的有效的柴油机微粒后处理技术, 它利用过滤体对排气中的PM 进行过滤处理。 三、尾气排放的后处理 过滤材料：宜采用多孔介质或纤维过滤材料对排气进行过滤，目前应用最多的是壁流式蜂窝陶瓷。 三、尾气排放的后处理 除去微粒捕集器内沉积的微粒的过程称为再生。 三、尾气排放的后处理 主动再生系统是通过外加能量将气流温度提高到微粒的起燃温度使捕集的微粒燃烧，达到再生过滤的目的。 被动再生系统利用柴油机排气自身的能量使微粒燃烧，达到在生微粒捕集的效果。 三、尾气排放的后处理 （2）氧化催化后处理（ Diesel Oxidation Catalyst，DOC）可以氧化微粒中大部分的SOF，使SOF下降40％～90％。 柴油机氧化催化器(DOC)以铂(Pt)、钯(Pd)等贵金属作为催化剂。 三、尾气排放的后处理 催化剂的表面活性作用是利用排气热量激发； 当排气温度低于150℃时，催化剂基本上不起作用； 随着负荷增加，排气温度升高，SOF被氧化，使微粒排放下降,CO和HC净化率也增加; 只要不超过催化剂允许的最高温度，净化反应就能顺利进行 三、尾气排放的后处理 （3）NOx还原催化转化器 第六章 柴油机混合气形成与燃烧 柴油机的混合气形成方式 柴油机的燃烧过程 柴油机的排放控制 柴油机燃烧室 直喷式燃烧室 1）开式燃烧室－浅坑型 混合气形成方式以空间混合为主。形成质量依靠燃油喷雾的细微度及油束在燃烧室内的分布程度,进气无涡流或弱涡流; 采用多孔喷嘴和较高的喷油压力; 喷雾与燃烧室形状相配合 α = 1.6~2.2 特点：结构简单，F/V小，热损失小，节流损失小，起动性好，经济性好，热负荷低；但工作粗暴，NOx高，碳烟高。 如：浅ω型燃烧室。大缸径柴油机多采用开式燃烧室。 2）半开式燃烧室－深坑型 a. ω型燃烧室（典型） 混合气形成：空间雾化混合为主。 一般采用多孔喷嘴（4~6孔），并组织一定的进气涡流和挤气涡流，以加速混合气的形成， α = 1.3~1.8 。 主要特点： 面容比小，Q放↓，经济性好； 低温起动性好； 采用多孔喷嘴，高压喷射； ΔP/ΔΦ和Pz大，工作粗暴； 形成碳烟多，氮氧化物多、排放差 多用于小型高速柴油机。 直喷式燃烧室 b. 球形燃烧室 混合气形成：油膜蒸发。 一般采用单孔喷嘴，配有螺旋进气道以产生强进气涡流。 主要特点： 面容比小，经济性好。 ΔP/ΔΦ和Pz较小，工作柔和； 对燃油的品质及雾化质量要求低； 冷起动困难；低负荷时HC排放增加 负荷突变反应慢，加速时冒黑烟。 直喷式燃烧室 1-螺旋进气道；2-喷油器； 3-四角形燃烧室；S-涡流 直喷式燃烧室 c. 四角形燃烧室 主要特点： 燃烧室内主涡流，四角部分微涡流，促进混合； 边角和凹凸等特殊设计所产生的阻尼作用对改善半开式燃烧室中低速涡流太弱，高速涡流太强有利； 通常采用四孔喷油器向燃烧室四个角喷油 在从低速到高速的转速范围内都能获得较好的燃烧性能； 四角流动阻力大，影响充气效率 分隔式燃烧室 1）预燃室燃烧室 混合气形成靠压缩行程中气缸内部分空气被压入预燃室，不产生强烈的涡流； 部分燃油在预燃室燃烧，使温度和压力升高，已燃烧的燃油和未燃烧的燃油和空气高速喷入主燃室 分隔式燃烧室由两个部分组成，一部分位于活塞顶与气缸底面之间，称为主燃烧室；另一部分在气缸盖中，称为副燃烧室。两部分由一个或几个孔道相连。 分隔式燃烧室 2）涡流室燃烧室 混合气形成靠压缩行程中气缸内部分空气被推挤入涡流室，形成强烈的涡流，促进燃油与空气的混合 高速性能比预燃室更佳，应用较为广泛 分隔式燃烧室 分隔式燃烧室主要特点：1)对喷雾质量要求不高，喷