随着燃烧逐渐稳定,爆压才基本稳定。由于HCCI燃烧不利于HC的氧化,所以HC值在切换后迅速增大,在切换后的循环里增大最明显,然后增大趋势逐渐减缓直到稳定值。即使燃烧稳定后,还有一部分先前附壁的燃油排出气缸会使HC值继续增大。
由图4可以看到,第59个循环由HCCI切换到DI,切换后的第1个循环由于燃烧不稳定,爆压减小明显。此后随着燃烧逐渐稳定爆压也逐渐稳定。从切换到缸压稳定只需几个循环。由于DI燃烧时HC生成很少,所以HC在切换后迅速减小,切换后的循环内减小明显,此后随着燃烧稳定而减小趋缓直
至稳定。

图31500rpmIMEPn0.33MPa时DI切换HCCI过程HC与缸压变化

图41500rpmIMEPn0.33MPa时HCCI切换DI过程HC与缸压变化
3.2.2负荷对切换过程HC排放的影响规律
1)DI切换到HCCI
图5为各转速下DI切换HCCI前后HC对比。
1000rpm时可以看出,IMEPn0.31MPa时,切换后HC值稳定最慢,需要110个循环左右,切换后稳定值也最大,比其他2个工况点大1/4多。IMEPn0.34MPa和IMEPn0.29MPa时,切换后HC稳定过程都需90个循环左右,切换后HC稳定值也基本相同。IMEPn0.29MPa时,由于此时喷油量小,未燃烧的油量少,所以HC值小。IMEPn0.31MPa时,喷油量增大,未燃油量增多,虽然此时随着负荷升高热损失减小,但此时缸内热氛围增大的效应不足以弥补未燃油量的增大,所以HC值增大。IMEPn0.34MPa时,喷油量继续增大,缸壁温度继续升高,热损失继续减小,但此时缸内热氛围增大的效应超过了油量增大的效应,未燃烧的油量反而减少,所以HC值减小。
由1200rpm时可知,负荷为中间值IMEPn0.31MPa时,HC切换后的稳定值最小,切换后也最快达到稳定值,从切换到稳定只需要约70个循环。负荷为靠近此转速下HCCI的上边界和下边界时,由于此时燃烧相比中间负荷不稳定,所以HC切换后的稳定值比中间负荷的大,而其中下边界HC切换后稳定值更大,从切换到稳定也更慢。这主要也是由于此时缸内热效应相比喷油量的多少起着更主导的作用。

图5各转速下DI切换HCCI前后HC对比
由1500rpm时可知,负荷为中间值IMEPn0.31MPa时,HC切换后的稳定值最小,也最快达到稳定值,HC从切换到稳定只需要约60个循环。负荷为靠近此转速下HCCI的上边界和下边界时,HC切换后的稳定值比中间负荷的大。而上边界切换后HC稳定值更大。此时与1200rpm相反,喷油量的多少相比缸内热效应起更主导作用。
2)HCCI切换到DI
图6为各转速下HCCI切换DI前后HC对比。
1000rpm时,切换后HC会迅速增大,到达一个峰值。然后随着DI燃烧的稳定在5—10个循环内迅速回落,然后逐渐减小到稳定值。HC从切换到稳定需要约60个循环。负荷为中间值IMEPn0.31MPa时,切换前后的HC值都是最大的,切换后的峰值也最大。
由图7的1000rpmIMEPn0.29MPa时HCCI切换DI过程放热率曲线对比我们可以看出,由于在HCCI循环内1000rpm时缸壁温度低,不利于燃油蒸发,有一定的燃油附壁。切换到DI后,附壁在缸内的燃油在开始的几个DI循环内大量蒸发,造成放热率增大,虽然如此,但是还是有一部分会排出气缸,造成每循环内排气内未燃油量的总量同时也在增大,所以HC在HCCI切换到DI后的循环内有峰值现象。

图6各转速下HCCI切换DI前后HC对比

图71000rpmIMEPn0.29MPa时HCCI切换DI过程放热率
由1200rpm时可知,IMEPn0.26MPa时,由于此时接近此转速下HCCI燃烧负荷下限,缸壁温度较低,切换后未燃油的比例在该转速下相对较高,所以切换后HC迅速增大,达到峰值,然后随着DI燃烧的稳定在5个循环内迅速回落,然后逐渐减小直到稳定。IMEPn0.31MPa和IMEPn0.33MPa时,随着负荷增大,缸壁温度升高,缸内热效应作用显著起来,所以切换后没有增大到峰值这一现象,HC逐渐减小直到稳定,切换前后HC值基本相同。IMEPn0.31MPa更快达到稳定值。
由1500rpm时的情况可知,3种负荷下,切换后HC都逐渐减小,直到稳定值。IMEPn0.31MPa时,切换前后的HC值皆为最小。此转速下,缸壁温度都较高,即使切换后油量和喷油角度突变,未燃的油量比例仍然很低,DI燃烧较充分,所以各个负荷均未出现峰值现象。
3.2.3转速对切换前后HC排放的影响
图8和9为等负荷不同转速DI与HCCI切换前后HC的对比。
由图8以看出,DI切换HCCI时,相同负荷,转速越高,切换前后的HC值越小,也最快达到稳定值。 2/3 首页 上一页 1 2 3 下一页 尾页 |