| 从图11、12还可以知道，随着共轨压力的升高，积聚态的微粒数浓度呈逐渐减小的趋势，而核态微粒数浓度小且变化不大。其原因如下：从图8、9、10易知，随着共轨压力的升高，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，缸内绝热火焰温度增加，就更有利于微粒的氧化。因此，随着共轨压力的提高，积聚态的微粒数浓度呈逐渐减小的趋势。
2.3多脉冲喷射模式下进气压力对预混燃烧过程的影响
根据以上分析，在喷射定时为（-80;-65;-50;-35）°CAATDC时，共轨压力为160MPa时比轨压较低时有更低的排放、更高的指示热效率（ITE）。因此，下面进一步研究共轨压力为160MPa时进气压力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不变的情况下变EGR率，EGR率变化范围为0～70%，具体实验参数如表4。
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IMEP 约0.42MPa
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共轨压力Pcr （定） 160MPa
四次脉冲喷射定时θ （-80,-65,-50,-35）°CA ATDC
进气压力Pb （变） 2.0 bar；1.8 bar；1.59bar
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从图13中的a、b图发现，随着EGR率的增大，氧浓度的降低，NOx和Soot比排放都呈逐渐降低的趋势。从图13中的a、b图还发现，随着进气压力的提高，NOx和Soot比排放受进气压力影响的敏感度下降。
从图15、16可知，一般说来，在氧浓度不变的情况下，随着进气压力的提高，进入缸内的实际充量增加，进入缸内的再循环废弃量也增加，缸内工质的总比热容增加，放热率峰值降低，缸内平均温度峰值降低，NOx排放降低；然而Soot排放却随着进气压力的提高而增大则归于缸内平均温度峰值的降低，当量燃氧比的降低。
图14 示功图随EGR率变化
Fig.14 Pressure diagrams versus EGR
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图15 瞬时放热率随EGR率变化
Fig.15 Rate of heat release versus EGR
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图16 缸内平均温度随EGR率变化
Fig.16 In-cylinder averaged temperature
versus EGR
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从图13中的c图可以看出，随着EGR率的增大，氧浓度的降低，CO的比排放都呈先降低后升高的趋势。从图13中的c图还可以看出，随着进气压力的提高，CO的比排放受进气压力影响的敏感度下降，其原因：从图15、16、17随着进气压力的提高，进入气缸的实际进气量增加，再加上高的燃油喷射压力，缸内易形成过稀且相对更加均匀的混合气，当量燃氧比在0.35以下，再加上燃烧持续期长，缸内平均温度低，致使OH活化基生成率低，从而导致CO向CO2转化率降低。当进气压力为1.59bar时，缸内实际充量较少，缸内气体相对较浓，燃烧持续期短，缸内燃烧温度相对较高，更有利于CO向CO2转化。因而，随着进气压力的提高，HC和CO的比排放受进气压力影响的敏感度下降。
从图13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。从图d中还可以看出，随着进气压力的提高，指示热效率呈升高的趋势。原因是：从图14易知，随着进气压力的提高，上止点附近的缸内压力峰值增大，致使活塞做功能力增强，尽管有较高的CO和HC排放，但还不足以抵消由于进气压力的提高带来活塞做功能力的增加，故随着进气压力的提高，指示热效率增加。
图18 积聚态微粒数浓度等随EGR率变化
Fig.18 Particle number concentration et al
versus EGR
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图19 核态微粒数浓度等随EGR率变化
Fig.19 Particle number concentration et al
versus EGR
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如图18、19所示，随着进气压力的增大，积聚态微粒数浓度受EGR影响的敏感度降低，即进气压力为1.59bar时，积聚态微粒数浓度随EGR率的增大呈先减小后增大的趋势；进气压力为1.8bar时，积聚态微粒数浓度随EGR率的增大呈先减小后略微增大的趋势；进气压力为2.0bar时，积聚态微粒数浓度随EGR率的增大几乎不变。其原因：从图15、16、17可以看出，当进气压力比较低时，随着EGR率的增大，氧浓度的降低，滞燃期明显延长，缸内工质混合的更加均匀，当量燃氧比在0.25以下，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，氧浓度的进一步降低，缸内当量燃氧比在0.3以上，混合气的浓度变得相对较浓，再加上此时放热率峰值较低，缸内绝热火焰温度大幅度下降，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。而对于核模态的微粒数浓度，随着EGR率的增大，核模态微粒数浓度呈现出不同的变化趋势。当进气压力比较高时，随着EGR率的增大，氧浓度降低，但当量燃氧比仍在0.3以下，由于缸内平均温度较低，致使微粒的氧化速率和生成速率差别不大。另外，积聚态微粒的平均粒径大小在40～65nm范围内，而核态微粒数的平均粒径大小在12～18nm范围内。
3结论
通过多脉冲四次喷射模式下EGR率、喷射定时、共轨压力以及进气压力对排放及指示热效率的影响实验研究，本文得出以下结论：
⑴多脉冲四次喷射模式下，尤其在起始喷射定时较早，EGR率大于50%时，同时获得了超低的NOx和Soot排放，NOx排放在0.70g/kWh以下，Soot排放在0.175FSN以下，且其指示热效率均在43.5%以上。 3/4 首页 上一页 1 2 3 4 下一页 尾页 |
