本文關(guān)鍵詞：基于燃料設(shè)計的多缸汽油機HCCI燃燒及排放特性的試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：資源短缺與環(huán)境問題這兩大世界性難題的日益凸顯對內(nèi)燃機的經(jīng)濟性和排放性提出了更高的要求。均質(zhì)充量壓縮燃燒（HCCI）作為一種新型的高效、清潔燃燒,在提高內(nèi)燃機熱效率和降低尾氣排放上表現(xiàn)出巨大的潛力。實現(xiàn)HCCI的技術(shù)手段很多，但都存在著各自的瓶頸，制約著HCCI的實用化。其中燃料設(shè)計作為技術(shù)手段之一，具有較快的響應(yīng)速度，較寬的負荷范圍，且不需要改變發(fā)動機的固有結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出了一定優(yōu)勢。因此本課題研究了基于雙燃料技術(shù)的HCCI燃燒及排放特性的相關(guān)問題。 基于優(yōu)化動力技術(shù)，對一臺1.5L四缸汽油機進行了改造，調(diào)整壓縮比至13，利用排氣的熱量加熱進氣，同時基于雙燃料技術(shù)，在原汽油噴射系統(tǒng)的基礎(chǔ)上安裝了獨立的正庚烷噴射系統(tǒng)，最終在汽油發(fā)動機上實現(xiàn)了穩(wěn)定的雙燃料HCCI燃燒。為了研究不同工況雙燃料HCCI的燃燒及排放特性，分別探討了EGR率、進氣溫度、火花輔助對雙燃料HCCI的影響。在不同的汽油/正庚烷配比下使EGR率在0至45%之間變化，進氣溫度在最低55℃、最高170℃的區(qū)間內(nèi)變化，點火時刻在上止點前0°CA至100°CA的區(qū)間內(nèi)變化，對每個工況下的壓力和排放數(shù)據(jù)進行平均處理。 對EGR率的試驗分析表明：隨著汽油比率的增加，燃燒相位推遲，燃燒持續(xù)期延長，最優(yōu)工況點對應(yīng)的EGR率降低，HC和CO排放隨之增加；提高正庚烷的比率，HCCI燃燒對EGR敏感性降低，可以提高EGR率上限；在同一燃料比率下，隨著EGR的變化，CA10與CA50有線性關(guān)系，其斜率與燃料中汽油比率正相關(guān)。 對進氣溫度的試驗分析表明：進氣溫度主要影響正庚烷的低溫放熱過程及進氣充量的密度，當進氣溫度降低時這兩方面對燃燒放熱和缸內(nèi)溫度氛圍都產(chǎn)生了抑制作用；隨著汽油在雙燃料中占比增加，HCCI運行的進氣溫度區(qū)間越來越窄，且平均進氣溫度越來越高；在同一燃料比率下，隨著進氣溫度的變化，CA10與CA50有線性關(guān)系，線性相關(guān)點中相位最靠后的點為最優(yōu)工況點；在一定的燃料混合比率下，隨進氣溫度的降低，HC及CO的排放呈現(xiàn)出先緩后急的上升趨勢。 最后探討了火花輔助對雙燃料HCCI的影響，試驗分析表明：火花輔助對于雙燃料HCCI的作用主要是提前燃燒相位，且正庚烷在燃料中占比越少提前效果越明顯；在同一燃料配比下，點火提前角在上止點前30°CA至40°CA的較為狹窄的區(qū)間內(nèi)時對相位影響最大，當點火過早或過晚時影響都很��；當正庚烷在燃料中占比較少時，，加入火花輔助對改善各項循環(huán)變動效果顯著。
【關(guān)鍵詞】：均質(zhì)充量壓縮燃燒（HCCI） 雙燃料技術(shù) 優(yōu)化動力技術(shù) 汽油機 EGR率 進氣溫度 火花輔助
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TK411
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-29
• 1.1 課題背景11-13
• 1.2 HCCI 燃燒模式及其面臨的技術(shù)瓶頸13-16
• 1.2.1 HCCI 燃燒特性13-14
• 1.2.2 HCCI 燃燒模式面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)14-16
• 1.3 HCCI 發(fā)動機研究發(fā)展現(xiàn)狀16-24
• 1.3.1 基于燃燒氛圍的 HCCI 研究進展16-21
• 1.3.2 基于燃燒設(shè)計的 HCCI 研究進展21-24
• 1.4 本課題研究的思路24-28
• 1.4.1 本課題的引出24-26
• 1.4.2 研究的方法及研究內(nèi)容26-27
• 1.4.3 課題的意義27-28
• 本章小結(jié)28-29
• 第二章 基于雙燃料的多缸汽油 HCCI 發(fā)動機臺架試驗裝置及測控系統(tǒng)29-39
• 2.1 NSE1.5 四缸汽油機臺架及附屬試驗裝置29-32
• 2.1.1 試驗用原型發(fā)動機30-31
• 2.1.2 基于雙燃料技術(shù)對原發(fā)動機的改造31-32
• 2.2 試驗臺架測控系統(tǒng)32-37
• 2.2.1 湘儀 FC2000 發(fā)動機臺架測控系統(tǒng)32-33
• 2.2.2 NSE1.5 發(fā)動機控制系統(tǒng)（ECU）33-36
• 2.2.3 發(fā)動機進排氣換熱系統(tǒng)、外部 EGR 及增壓系統(tǒng)、尾氣測試系統(tǒng)36-37
• 2.3 燃燒和排放相關(guān)參數(shù)的定義及計算原理37-38
• 本章小結(jié)38-39
• 第三章 EGR 率對汽油/正庚烷 HCCI 燃燒和排放的影響39-49
• 3.1 汽油/正庚烷 HCCI 燃燒模式的實現(xiàn)39-40
• 3.2 基于 EGR 率的汽油/正庚烷 HCCI 試驗研究40-47
• 本章小結(jié)47-49
• 第四章 進氣溫度對汽油/正庚烷 HCCI 燃燒和排放的影響49-59
• 4.1 進氣溫度控制系統(tǒng)49-51
• 4.2 基于進氣溫度的汽油/正庚烷 HCCI 試驗研究51-58
• 本章小結(jié)58-59
• 第五章 火花輔助對汽油/正庚烷 HCCI 燃燒和排放的影響59-71
• 5.1 火花輔助技術(shù)59-60
• 5.2 基于火花輔助的汽油/正庚烷 HCCI 試驗研究60-70
• 本章小結(jié)70-71
• 第六章 全文總結(jié)及今后工作展望71-73
• 6.1 全文總結(jié)71-72
• 6.2 今后工作展望72-73
• 參考文獻73-77
• 致謝77-78
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78

【參考文獻】

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本文編號：458721