| 从图3、4、5可以看出，随着EGR率的增大，氧浓度的降低，缸内平均温度降低，滞燃期增加，放热始点和CA50都逐渐向上止点靠近，从而活塞做负功减少，散热损失减少，因而指示热效率随着EGR率的增大而升高，指示燃油消耗率（ISFC）随着EGR率的增大而降低。随着EGR率的进一步增大，氧浓度进一步降低，由于缸内燃烧温度过低，氧浓度相对较低，局部当量燃氧比相对较浓，致使缸内燃烧恶化，CO和HC排放急剧增加，燃烧效率降低，致使指示热效
率（ITE）降低。另外，从图2中的d图还可以看出，起始喷射定时较早时的指示热效率高。从图5可以看出，随着起始喷射定时的提前，CA50距上止点越近，活塞做负功越少，散热损失越少，尽管有较高的CO和HC排放，但还不足以抵消由于CA50向上止点靠近带来的做功能力的增加以及减少的散热损失，因而随着起始喷射定时的提前，指示热效率增加。而起始喷射定时为-90°CAATDC和-80°CAATDC时的指示热效率相差无几，则归于起始喷射定时为-90°CAATDC时有较高的CO和HC排放。
如图6，随着EGR率的增大，积聚态的微粒数浓度都呈先减小后增大的趋势，且其平均粒径大小在40～65nm范围内；而核态微粒的平均粒径大小在12～18nm范围内。其原因：由图3、4、5易知，随着EGR率的增大，氧浓度的降低，滞燃期明显延长，缸内工质混合得更加均匀，当量燃氧比较低，缸内平均温度较高，微粒的氧化率大于其生成率，故积聚态以及总的微粒数浓度减少；随着EGR率的进一步增大，缸内当量燃氧比增大，混合气的浓度变得相对较浓，再加上此时放热率峰值较低，缸内峰值温度大幅度下降，致使微粒的氧化速率小于生成速率，故积聚态以及总的微粒数浓度增加。同时，从图6还可以看出，随着起始喷射定时逐渐向上止点靠近，积聚态的微粒数浓度变化不大，而核态的微粒数浓度则呈逐渐增加的趋势。从图3、4、5可以看出，起始喷射定时距上止点越近，其滞燃期越短，油气混合的时间越短，油气混合得越不均匀，局部的当量燃氧比越大，放热峰值越高，燃烧最高温度越高，越有利于一次碳烟颗粒的生成，而核态微粒（水、润滑油、未然HC以及燃烧凝聚物）则不易通过表面吸附或其它反应实现颗粒的表面增长而形成更大的粒子，致使核态微粒数浓度增加。
2.2多脉冲喷射模式下共轨压力对预混燃烧过程的影响
表3 实验参数变化列表
Tab.3 List of experimental parameters
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根据以上分析，在多脉冲喷射模式下，喷射定时为（-80;-65;-50;-35）°CAATDC时有比其它喷射定时时有更低的排放、更高的指示热效率（ITE）。下面，在喷射定时为（-80;-65;-50;-35）°CAATDC不变的情况下进一步研究共轨压力的变化对预混燃烧过程的影响。实验时保持发动机转速为1600r/min，进气温度为300K左右，进气门关闭定时为-146°CAATDC，在循环总喷油量为45.8mg不变的情况下调节EGR率，EGR率变化范围为0～70%，具体实验参数如表3。
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IMEP 约0.42MPa
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进气压力Pb （定） 1.59 bar
四次脉冲喷射定时θ （-80,-65,-50,-35）°CA ATDC
共轨压力Pcr （变） 160 MPa；140 MPa；120 MPa
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而在EGR率较大即氧浓度较低时，NOx和Soot的比排放受共轨压力的影响不大。其原因归于随着EGR率的进一步增大，燃烧始点进一步向后推迟，滞燃期更长，更长的滞燃期使缸内气体充量与燃油有足够长的混合时间，油气混合得更加均匀，由于喷射压力的提高也是为了使缸内气体与燃油充分混合，因此在EGR率较大时提高喷射压力对降低NOx和Soot的比排放意义不大。
从图7中的c图我们可以看出，随着EGR率的增大，氧浓度的降低，HC的比排放都呈先降低后升高的趋势。从图7中的c图还可以看出，随着共轨压力的提高，HC的比排放呈下降的趋势。如图8、9所示，一般说来，随着共轨压力的提高，更有利于燃油的破碎、雾化、蒸发以及对充量气体的卷吸作用，更有利于形成更加均质的混合气，使得着火后缸内的放热率加快，放热峰值增加，燃烧持续期缩短，缸内平均温度增加，随着共轨压力的提高，HC的比排放下降。
图8 瞬时放热率随EGR率变化
Fig.8 Rate of heat release versus EGR
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图9 缸内平均温度随EGR率变化
Fig.9 In-cylinder averaged temperature
versus EGR
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从图7中的d图可以看出，随着EGR率的增大，氧浓度的降低，指示热效率（ITE）都呈先升高后降低的趋势。从中还可以看出，随着共轨压力的提高，指示热效率略微增加。从图8、9、10可以看出，随着共轨压力的提高，尽管CA10和CA50几乎没有什么变化，但燃烧持续期有所缩短，放热率有所加快，燃烧温度有所提高，导致CO和HC排放有所降低，燃烧效率有所提高，因而随着共轨压力的提高，指示热效率略微增加，指示燃油消耗率略微降低。
图11 积聚态微粒数浓度等随EGR率变化
Fig.11 Particle number concentration et al
versus EGR
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图12 核态微粒数浓度等随EGR率变化
Fig.12 Particle number concentration et al
versus EGR
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如图11、12所示，随着EGR率的增大，氧浓度的降低，积聚态的微粒数浓度都呈先减小后增大的趋势，且其平均粒径大小在40～65nm范围内；而核态的微粒数浓度则呈现出不同的变化趋势，但其平均粒径大小却在12～18nm范围内；总的微粒数浓度也呈先减小后增大的趋势。 2/4 首页 上一页 1 2 3 4 下一页 尾页 |
