 
a)缸内压力对比
 
b)缸内平均温度对比
 
c)瞬时放热率对比
图3不同喷油量时缸压、缸内平均温度和瞬时放热率对比
Fig.3Thecomparisonofpressure,in-cylindertemperatureandheatrelease
的就是向进气管喷入CO气体。喷油时刻为上止点前16度时，进气管中喷入N的滞燃期和EGR的滞燃期几乎没有差别。而随着喷油时刻推迟，
a)喷油时刻：-16deg.ATDC
b)喷油时刻：-6deg.ATDC
c)喷油时刻：-6deg.ATDC
图4进气成分对滞燃期的影响
Fig.4Theeffectofintakeonignitiondelay
这种差别越来越明显，特别是氧浓度较低时。图中也表明，随喷油时刻的推迟，在相同的氧浓度下，三种不同进气成分所对应的滞燃期差别就越大。即进气比热容对滞燃期的影响和喷油时刻有关，喷油越晚，比热容对滞燃期的影响就越大。
4排放特性分析
图5(a)是喷油量50mg/cyc、喷油压力160MPa、进气压力为0.1MPa时不同进气成分时的碳烟排放对比，图5(b)是不同氧浓度下喷入CO后缸内平均温度。图中表明，喷入N和EGR时，随氧浓度降低，烟度排放一直增大，但喷入CO时，烟度排放一直很低。这是由于，如前文所述,相同氧浓度条件下CO的滞燃期最长，燃
a)碳烟排放对比
b)不同氧浓度时缸内最高平均温度
图5碳烟排放对比和最高平均温度
Fig.5Thein-cylindertemperatureandcomparisonofsmoke
油与空气充分混合降低了碳烟排放，同时较低的燃烧温度也抑制了碳烟的生成。前文研究表明，N的滞燃期尽管与EGR相近，但N的比热容比EGR小，导致缸内平均温度比EGR高，因此在低氧浓度时，N的碳烟排放也比EGR明显要高；此外，CO的化学效应也会影响碳烟排放。CO在高温下的分解反应，会降低烟度排放，Lida证实了CO化学效应的存在。NLadommatos认为，喷入
CO后烟度大幅降低的原因之一可能是水煤气的平衡移动。即CO+HàCO+OH，而生成的OH氧化了形成碳烟的诱导物。但作者认为，CO在进气中比例增加时碳烟降低的另一原因可能是CO直接参与了反应，即CO+Cà2CO。由吉布斯函数（吉布斯自由能）可算知，和C+HOàCO+H相比，CO+Cà2CO反应反生的温度更低。在形成碳
烟之前，会生成大量的单质碳粒，CO的加入，可能把这些碳粒直接消耗掉，因而造成烟度的降低。且CO浓度和水蒸气浓度相比，要大的多,又由于CO随新鲜空气一起进入气缸，因而分布更均匀,所以CO+Cà2CO反应更容易反生。由图5(b)可知，最高平均温度都在2100K之上，局部温度会更高，完全具备CO气体和碳粒发生反应的温度条件。
因此，进气中CO比例较大时碳烟大幅降低的原因主要是CO的热效率（比热容较大，延长了滞燃期）和CO的化学效应（直接和生成的单质碳粒发生化学反应）。
图6(a)是循环喷油量50mg时不同进气成分
a)CO排放对比
b)缸内平均温度
图6CO排放对比和缸内平均温度
Fig.6ThetemperatureandcomparisonofCO
时的CO排放对比，图6(b)是氧浓度为12%时，喷入N和EGR缸内平均温度对比。从图中可以看出，基本上有两个明显的规律：一是氧浓度较高时，虽然三种成分的CO排放较接近，但进气管中喷CO时CO排放较高些，而进气管中喷N时CO排放较低些；二是在较低氧浓度时，由于CO比热容较大，发动机出现“失火”，进气管喷入
CO不能向更低的氧浓度扩展，但和EGR相比，进气管中喷N时CO排放明显较高。氧浓度较高时，进气管喷CO时CO排放较高的主要原因是缸内温度较低，导致CO排放有所升高。而氧浓度较低时，图6(b)表明，压缩冲程及燃烧初期，EGR温度较低，但燃烧后期温度则较高。这是因为EGR滞燃期相对较长，燃烧速率较快，同时在温度达到峰值后开始降低，CO由于比热容较大，放出较多热量，温度降低速率减慢，因而能氧化更多的CO。
图7(a)和(b)是喷油量分别为25mg和50mg时，进气成分对THC排放影响的对比。图中表明，循环油量为25mg时，进气管喷N时THC排放最低，而进气管喷CO时THC排放最高。而在循环油量为50mg、低氧浓度条件下，进气管喷N时THC排放反比EGR的明显增大。喷油量为50mg时，THC排放趋势与图6(a)中的CO排放趋势是相近的，主要是因为低氧浓度时缸内燃烧后期温度较高，THC被进一步氧化。 2/3 首页 上一页 1 2 3 下一页 尾页 |
