《发动机原理 第4版》课件 第六章柴油机混合气的形成和燃烧II.ppt

一、机内措施

1．喷射系统的控制目的：1)良好喷雾特性；2）喷注与燃烧室良好匹配；3）控制喷油规律?控制放热规律?节能又低排放措施：1）喷射压力高压化；2）且喷射时期/喷油量/喷油率可变控制；3）?响应特性。相对UP和UIS：C-R直接控制喷油器?控制响应特性?，柔性控制；∴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(ModulatedKinetics)燃烧特点：低温预混合燃烧；由此同时?NOxPM。基本原理：由EGR?氧浓度和Tz??NOx;同时采用MK(可调)高压喷射?缩短喷射持续时间+冷EGR+提前喷??i??PCI??PM喷射持续时间-着火延迟期/degCAbyEGR高压喷射冷EGRMK燃烧预混合燃烧②HCCI/PCCI技术：EGR=30%早喷?=17早喷，?=17EGR=30%?:17?14早喷低压缩比早喷?=14EGR=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.增压技术（第三章）增压中冷可变增压双增压双级增压4.EGR技术（第三章）冷EGR；高压EGR，低压EGREGR率精确控制5.燃烧系统多参数协调控制燃烧室结构参数优化与喷射参数、增压、EGR等协调控制6.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（DieselOxidationCatalyst）、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，多参数协调控制，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的催化还元器选择型还原装置SCR(Selectivecatalyticreduction)：氨为还原剂催化装置前供给相对燃料3~5%的32.5%浓度尿素。用排气热进行水分解反应?产生NH3?对NO进行选择型还原工作温度：250℃~500℃3）柴油机微粒捕集器或滤清器（DPT或DPF）蜂窝陶瓷型DPF结构特点：相邻孔道迷宫式。排气从孔道流入?穿过多孔性陶瓷壁面?流出?PM过滤在各孔道壁面。DPF的再生：及时清除堆积在滤芯上的PM?恢复到原来低阻力状况过程。?定期烧掉的方式。排气孔道截面2?2mm，壁厚0.4mm;滤芯体积一般在柴油机排量的1~2倍DPF的再生方法：成为DPF的重要问题滤芯催化器滤芯加热器阀ON阀OFF再生采用遮断DPF流动法?需多个DPF，每个DPF再生所需能量少?结构复杂。连续再生系统：前段氧化剂生成氧化活性很强的NO2?再生后部DPFNO2电加热再生系统：电加热DPF?供给一定空气来烧掉PM。强制氧化催化再生系统发动机控制和氧化催化器相结合?强制DPF升温的方法法：系统：发动机控制：喷射时期、EGR、VGT、排气制动??排温?达到前段催化剂的活性温度。或后喷：以排出HC，在催化转化器中燃烧?再生。再生方法备注电加热微浓加热轻柴油燃烧加热低温等离子氧化逆流空气喷射清洗逆洗后，PM用电加热器烧掉强制再生发动机控制+氧化催化进排气节流，燃料后喷，排气系喷油催化