用燃油喷射策略和废气再循环提高二甲醚均质充量压燃发动机的性能

摘要

研究了二甲醚均质充量压燃(HCCI)发动机的燃烧和排放特性.测试了废气再循环(EGR)条件下不同喷射量及喷射定时的燃油喷射策略.缸内直喷和EGR导致缸内温度及混合均匀性的改变,也改变了HCCI燃烧相位.随着空燃当量比的提高,总平均指示压力(IMEPgross)升高,碳氢(HC)和一氧化碳(CO)排放降低.由于二甲醚具有更高的十六烷值和更好的自燃性,大部分燃烧在上止点前完成.缸内直喷二甲醚的潜热作用导致滞燃期延长,所以缸内直喷的IMEPgross比气道喷射的高.但是,2种喷射的HC和CO排放很接近.直喷时,IMEPgross持续升高,直到喷射定时达到260℃A之后下降.气道喷射时,喷射时刻对IMEPgross的影响较小,因为随着直喷定时的推迟,IMEPgross随缸内气体均匀性而改变.局部较浓的燃烧会产生较高的燃烧温度,导致在较晚喷射时生成氮氢化物(NOx).研究表明,HCCI燃烧最佳的喷射定时约在260℃A.喷射定时延迟到260℃A之后会使NOx增多.EGR可以提高IMEPgross因为燃烧推迟使燃烧相位从上止点前改变到上止点后,同时,更低的燃烧温度使HC和CO排放增加.缸内直喷和更高的空燃当量比使燃烧效率提高,从而导致更高的燃烧温度.随着EGR率的增大和喷射定时的推迟,燃烧推迟,从而提高了热效率.此外,较大的空燃当量比会导致过早自燃,降低热效率.