低负荷下二次喷油柴油引燃天然气发动机燃烧和排放的影响

摘要

为了深入分析二次喷油策略对柴油引燃天然气双燃料发动机燃烧和排放的影响,本文在一台6缸4冲程水冷的重型柴油引燃天然气发动机上进行了试验研究.在基于最优单次喷油时刻的基础上进行二次喷油,实验结果表明,当第一次喷油时刻(start oinjection1,SOI1)在60°CA BTDC～40°CA BTDC之间变化,第二次喷油时刻(start of injection2,SOI2)为35°CA BTDC时,缸内燃烧类似于HCCI燃烧,放热率呈三角状,随着第一次喷油时刻的提前,两次喷射的柴油和天然气充分燃烧,有效热效率升高,缸内氧浓度低,NOx排放降低,THC和CO排放较低.当SOI1为35°CA BTDC,SOI2在25°CA BTDC～-5°CA BTDC之间变化时,随着SOI2向上止点推迟,放热率出现较为明显的两个峰值且峰值降低,放热始点明显后移,NOx排放低,THC和CO排放较高.SOI2从-15°CA BTDC～5°CA BTDC区间变化时,SOI2-SOC逐渐降低至负值.这表明在燃烧开始时二次喷射的柴油还没有进入缸内,第一次喷射的柴油先开始燃烧,因此放热的先后过程为第一次喷射柴油预混合燃烧,以及一部分预混天然气的扩散燃烧,之后是二次喷射入缸内柴油的扩散燃烧以及天然气的扩散燃烧.