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柴油机低温燃烧的研究进展

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A、研究背景

B、实现方式

C、必威体育精装版研究进展

D、结论

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背景

众所周知，由于柴油机NOx和碳烟排放

存在“此消彼长〞关系的缘故，同时降低

这两种排放物非常困难。因此，为了满

足日益严格的排放法规,柴油机需要一种

有效的技术途径同时降低NOx和碳烟排

放。柴油机低温燃烧模式有可能成为解

决这一难题的有效手段。

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1、柴油机低温燃烧的实现方式

(1)均质充量压燃燃烧

均质压燃(HCCI)是均质混合气在压缩作

用下的一种自燃过程，该燃烧过程有减

少NOX和碳烟排放的潜力，同时又具有

高的热能转换效率和好的燃料适应性。

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(2)柴油机浓混合气无烟燃烧

柴油机浓混合气无烟燃烧技术(SmokelessRichDiesel

Combustion)由丰田公司开发。浓混合气无烟燃烧式柴

油机拥有与传统直喷式柴油机相同的热效率,然而它的

NOx和碳烟排放却低很多。

(3)MK燃烧

Kimura发现使用大量的EGR、高涡流比和推迟喷油可

以同时降低NOx和碳烟排放，这种燃烧方式叫做

“ModulatedKinetics〞燃烧。大量的EGR导致着火延迟

期延长，保证了油气在着火前更加充分地混合。

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(4)伞喷燃烧

伞喷燃烧系统在八十年代初，大连理工大学胡

国栋教授从改善柴油机燃烧与排放的角度出发，

提出柴油机燃烧汽油机化、逐步实现近似等压

燃烧的思想，并由这一思想开展为热预混合燃

烧的理论，然后根据这一理论设计了伞喷燃烧

系统。

(5)局部预混合燃烧

局部预混合燃烧是通过燃油局部预混合来减少

燃烧中扩散局部的比例。

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2、柴油机低温燃烧模式的研究现状

张全长等人为了研究低温燃烧机理的极端情况，

即废气中不含比热容较小的N2，通过向进气管

喷入CO2气体控制进气氧浓度、改变喷油量、

喷油时刻、喷油压力等，研究了进气氧浓度对

柴油机燃烧和排放特性的影响.结果说明，综合

性能和排放，喷油提前角应不小于20°CA，此

时NOx和碳烟排放较低，且可保持较高的热效

率。

杨德胜等在一台经过改造的单缸135柴油机上

进行了降低压缩比、燃用柴油——乙醇混合燃

料和推迟供油的试验研究，来验证TR燃烧系统

降低发动机排放、实现低温预混合燃烧的能力。

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S.Aceves等人利用简化混合机理和详细

化学动力学机理建立了一个喷油模型模

拟低温燃烧时油滴喷射、雾化、燃烧的

过程。研究发现，碳烟前驱体随着EGR

的增加形成一个二次曲线。

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乔信起等人对伞喷燃烧进行了探索，研究了单

缸柴油机喷嘴端伸出量、喷孔参数、启喷压力、

供油提前角、燃烧室结构和工况对伞帘喷雾燃

烧系统性能的影响。结果说明，喷嘴端伸出量

明显影响燃油消耗率和烟度，最正确喷嘴端伸

出量随喷孔锥角同向变化；启喷压力、供油提

前角、中心喷孔直径和燃烧室凸缘高度存在最

正确值；伞帘喷雾燃烧系统的最正确供油提前

角比传统燃烧系统小得多；在低负荷下，喷嘴

带中心喷孔时的烟度稍高些，但燃油消耗率不

恶化。

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另外，他们用数值分析方法研究柴油机伞帘喷雾燃烧

系统中的空气运动规律，