【摘 要】
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本文针对一台共轨重型柴油机,围绕进气系统、燃烧室与喷油器、燃油喷射参数与喷油控制策略、EGR参数等因素对商用重型柴油机低温燃烧的燃烧过程、性能和排放特性的影响机理展
【机 构】
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天津大学 内燃机燃烧学国家重点实验室,天津 300072
【出 处】
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中国内燃机学会2012年学术年会暨测试技术分会、油品与清洁燃料分会和吉林省内燃机学会联合学术年会
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本文针对一台共轨重型柴油机,围绕进气系统、燃烧室与喷油器、燃油喷射参数与喷油控制策略、EGR参数等因素对商用重型柴油机低温燃烧的燃烧过程、性能和排放特性的影响机理展开深入研究.结合整机进气增压系统匹配技术、缸内低温燃烧优化技术和DePM与DeNOx后处理匹配技术,通过机内净化与机外净化协调优化控制,研发满足欧Ⅵ排放法规的商用重型柴油机.研究表明,二级增压较单级增压能明显提升中低转速大负荷时的EGR引入能力,改善NOx与BSFC和soot之间的trade-off关系,同时还使大负荷的排气温度更偏向于SCR转化效率较高的温度窗口.通过适当降低燃烧室压缩比、优化设计燃烧室结构参数(缩口直径、凹坑深度等)并采用带倒锥度喷孔喷油器,能有效改善soot和BSFC并降低缸内最大爆发压力到合理水平.小负荷工况点,采用单次喷射、通过降低喷油压力和推迟喷油可获得较低的NOx和soot排放,并有效降低压力升高率;中低转速大负荷通过降低喷油压力和推迟喷油定时相结合,在实现等NOx排放水平时同时改善soot和BSFC;而高转速大负荷适宜采用主喷十后喷,并提高喷射压力的喷油控制策略.ESC测试循环表明,采用两级增压和中等强度EGR(低于40％)将NOx原始加权比排放控制在欧Ⅴ水平,通过缸内燃烧优化技术,PM加权值和加权BSFC仍处于较好水平.在加装DOC、DPF和SCR后处理器后,柴油机各项排放指标均满足欧Ⅵ限值要求,并具有较大裕量.DPF和SCR后处理转化效率高达89.5～90.1％和84.9～86.4％,同时尿素的喷射量降低到原机(SCR机型)的1/3左右.
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