《发动机原理》第六章柴油机混合气形成和燃烧(第9次课)详解.ppt

4. 燃油特性 十六烷值 过低：自燃性差，不易着火。 ??i?，工作粗暴，NOx? 冷态正常燃烧条件 易着火 压缩比和十六烷值匹配： ?从16?14 十六烷值55?85时 着火特性不变?有效?NOx和HC 十六烷值?，自燃性好??i?，dp/d??，工作温柔， NOx?; 但 过高?冒烟。 5. EGR EGR作用：降低燃烧温度；降低氧浓度?NOx ? 但EGR率过大?燃烧滞后、不完全，经济性?； 排烟? ? 各工况存在最佳EGR率。 EGR作用在柴油机和汽油机上的区别： 汽油机：量调，EGR后，A/F基本不变； ?反应及燃烧温度??NOx 柴油机：质调，EGR后，A/F?,?Tz?， ? ? NOx 效果明显。 m0：无EGR时进气量；m：有GR时的进气量 柴油机EGR降低NOx效果： EGR流量=有无EGR时的进气流量之差 EGR抑制燃烧效果与?氧氮含量效果各50% 空滤器 进气 1.可变增压+双级增压 4.电控高压多段喷射系统 还元剂 供给系统 6.氧化催化+DPF+NOx还元 2.中冷 3.EGR 中冷 EGR阀 5.燃烧室内气流特性 §6-6 柴油机的排放控制技术 表6-1 不同技术措施对排放及性能的影响效果 喷 射 系 统 后 处 理 喷射压力最高化 喷射压力控制 先导 喷射 喷射时期??控制 EGR 还元剂NOx 氧化剂HC 静电除尘 PM/SM/HC ◎ ◎ — × — — ◎ ◎ NOx × ○ ◎ ◎ ◎ ◎ — — 油耗 ○ ○ ○ × ○ — — — 噪声 × ○ ◎ ○ — — — — 起动机 － ○ ○ × — — — — 行驶性 ○ ◎ — × — — — — ◎：明显改善，○：改善，×：恶化，—：无效果。 一、机内措施 1．喷射系统的控制 目的：良好喷雾特性、喷注与燃烧室良好匹配； 控制喷油规律?控制放热规律?节能又低排放 措施：喷射压力高压化；且喷射时期/喷油量/喷油率可变控制；?响应特性 。 相对UP和UIS：C-R直接控制喷油器?控制响应特性?，?高速柴油机上普遍采用。 喷油器的要求： 喷射压力高压化：200MPa?雾化，喷射速率 多段脉冲喷射：响应特性?喷射规律?放热规律 2．新的燃烧方式 ① 低温燃烧技术 MK燃烧： 特点：低温燃烧和 预混合燃烧相组合? 同时?NOx PM。 喷射持续时间- 着火延迟期 /degCA Modulated Kinetics 基本原理：由EGR?氧浓度和Tz??NOx; 同时采用MK(可调)高压喷射?缩短喷射时间+冷EGR+提前喷??i? ?PCI??PM by EGR 高压喷射 冷EGR MK燃烧 预混合燃烧 ② HCCI技术： EGR=30% 早喷 ?=17 早喷，?=17 EGR=30% ? :17?14 早喷 低压缩比 早喷 ?=14 EGR=30% EGR 放热率 压缩过程中喷射，??i，形成稀薄预混合气?压燃?PCCI 混合气 均匀化 3. 不同阶段柴油机的控制技术 对应2005年前排放法规的主要技术措施：欧IV前 轨压=160MPa、冷EGR、VNT/VGS、预喷射燃烧、进气涡流可变系统、燃料含硫量≯50ppm；采用DOC（Diesel Oxidation Catalyst）、DPF后处理。 针对2005年实施的欧洲排放法规：欧IV 高压多段喷射技术、闭环电控，高增压可变技术、高冷EGR，PCI燃烧方式，燃料含硫量≯ 10ppm。 2009年实施的排放法规的技术措施：欧V以上 200MPa多段喷射、部分HCCI、内部EGR、燃料低含硫且机油含硫量为0，采用NH3-SCR后处理技术。 二、后处理技术 1）氧化催化转化器 目的：将CO和HC以及PM中的SOF?CO2和H2O 主要氧化催化剂：Pt钯和Pd铂， Pt/Pd≈2.3/1组合用 Pd受Pb铅的侵蚀；Pt受热劣化 影响催化反应因素： 反应物浓度：O2浓度和CO/HC/H2浓度间的平衡 温度?催化剂的工作温度为300℃以上。 空间速度=单位时间内的气体流量：数万升/h ?向排气供给新鲜空气?2次空气 柴油中含硫量多?氧化剂会生成硫酸盐?PM? 氨水箱 氨水供 给系统 氧化催化剂 高压喷射 装置 2）NOx的催化还元转化器 选择型还原装置SCR (Selective catalytic reduction) ：氨为还原剂 催化装置前供给相对燃料3~5%