進(jìn)氣參數(shù)對(duì)渦輪增壓柴油機(jī)性能及排放的影響

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1、維普資訊http://www.cqvip.com26《國(guó)外內(nèi)燃機(jī)車>2005年第5期(總第383期)進(jìn)氣參數(shù)對(duì)渦輪增壓柴油機(jī)性能及排放的影響GongChen(美)摘要：渦輪增壓柴油機(jī)的燃燒和排放性能在很大程度上受進(jìn)氣管增壓空氣參數(shù)(諸如：進(jìn)氣總管空氣壓力和溫度)的影響。為更深入地了解兩種進(jìn)氣變量之間的關(guān)系及其對(duì)增壓柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒和輸出性能(包括燃油效率和排放)的影響，進(jìn)行了分析和試驗(yàn)研究，本文概述其研究結(jié)果。了解和描述了進(jìn)氣總管狀態(tài)對(duì)缸內(nèi)燃燒性能參數(shù)的影響。研究指出，進(jìn)氣總管空氣壓力和溫度是緊密相關(guān)的，與部分負(fù)荷工況或自然吸氣柴油機(jī)相比，增壓柴油機(jī)高負(fù)荷工況下兩者有更強(qiáng)的依賴關(guān)系：增壓

2、柴油機(jī)全負(fù)荷下進(jìn)氣總管空氣溫度改變時(shí)，總管空氣壓力亦隨之變化，并且因此增壓空氣密度、柴油機(jī)效率和CO以及排煙都將發(fā)生變化，而NOx的變化相對(duì)來說更為明顯。只改變進(jìn)氣總管空氣壓力，則性能和排放在部分負(fù)荷下的變化情況不同于全負(fù)荷。在進(jìn)氣總管溫度保持不變的情況下，得出了進(jìn)氣總管空氣壓力隨柴油機(jī)進(jìn)口空氣溫度(即環(huán)境溫度)的簡(jiǎn)單的變化關(guān)系式。還通過試驗(yàn)對(duì)進(jìn)氣總管空氣變量對(duì)柴油機(jī)燃燒及其性能和排放的總的影響進(jìn)行了研究。分析得出的預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)值非常吻合。關(guān)鍵詞：渦輪增壓柴油機(jī)進(jìn)氣管空氣溫度進(jìn)氣管空氣壓力性能排放降低(不論柴油機(jī)的型式是自然吸氣的還是渦輪增1前言壓的)。對(duì)于典型用途的大功率中速柴油機(jī)，

3、進(jìn)氣總管空氣溫度通常被控制并維持在所希望的水平，柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒及燃燒輸出結(jié)果與柴油機(jī)氣而進(jìn)氣總管空氣壓力值仍是浮動(dòng)的。這樣，進(jìn)氣總缸的進(jìn)氣空氣狀態(tài)緊密相關(guān)。燃燒輸出結(jié)果包括管空氣溫度和壓力是相互關(guān)聯(lián)的，而當(dāng)柴油機(jī)處于輸出性能(諸如柴油機(jī)燃油效率、廢氣排放)以及施加給柴油機(jī)動(dòng)力組零部件上的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷。高負(fù)荷工況時(shí)，對(duì)于渦輪增壓中速柴油機(jī)來說，與本文的研究用柴油機(jī)的氣缸進(jìn)氣空氣狀態(tài)指的是部分負(fù)荷工況以及與自然吸氣柴油機(jī)相比，這種相在進(jìn)入柴油機(jī)氣缸之前在進(jìn)氣總管內(nèi)的進(jìn)氣空氣關(guān)性更為突出。因此，對(duì)于增壓空氣的這兩個(gè)參數(shù)壓力和溫度。對(duì)于自然吸氣的柴油機(jī)，進(jìn)氣總管空之間的關(guān)系及其對(duì)渦輪增壓柴

4、油機(jī)燃燒輸出結(jié)果氣狀態(tài)與環(huán)境空氣狀態(tài)直接相關(guān)，而對(duì)于渦輪增的影響的深入了解就更為必要了。壓、空氣中間冷卻的柴油機(jī)來說，進(jìn)氣總管空氣壓本文所報(bào)道的工作包括旨在了解有關(guān)增壓空力(MAP)和溫度(M)指的是在渦輪．壓氣機(jī)內(nèi)壓氣的兩個(gè)變量的關(guān)系及其對(duì)渦輪增壓中速柴油機(jī)縮并在中冷器中冷卻后即將進(jìn)入柴油機(jī)氣缸的空缸內(nèi)燃燒過程及輸出性能(包括燃油效率和排放)氣的壓力和溫度。在這種情況下，進(jìn)氣總管空氣在的影響而進(jìn)行的分析和試驗(yàn)研究。狀態(tài)上不同于環(huán)境空氣或柴油機(jī)進(jìn)口空氣。文獻(xiàn)2對(duì)燃燒參數(shù)總的影響的預(yù)測(cè)【1]報(bào)道了柴油機(jī)進(jìn)口空氣狀態(tài)對(duì)中速柴油機(jī)輸出性能的影響；文獻(xiàn)[2]介紹了進(jìn)氣總管空氣溫度和分析研究和預(yù)

5、測(cè)了進(jìn)氣總管空氣壓力和溫度壓力(SY別獨(dú)立改變MAT和MAP)對(duì)柴油機(jī)的影對(duì)缸內(nèi)燃燒過程及其輸出結(jié)果的各種影響。進(jìn)氣響?？偣軤顟B(tài)圖解示于圖1。在分析過程中，當(dāng)MAT和尤其是對(duì)于中速柴油機(jī)，MAT對(duì)其NOx排放／，或MAP改變時(shí)，柴油機(jī)所有其它的可控輸入?yún)?shù)的影響是非常明顯的。降低MAT會(huì)使NOx排放率保持不變。結(jié)果匯總?cè)缦?。維普資訊http://www.cqvip.com《國(guó)外內(nèi)燃機(jī)車》2005年第5期(總第383期)27機(jī)中的情況)。Exhaust在渦輪增壓柴油機(jī)中，MAT和MAP是相互關(guān)②聯(lián)的，了解這一點(diǎn)很重要。尤其是對(duì)于渦輪增壓的中速柴油機(jī)，當(dāng)柴油機(jī)運(yùn)行在高負(fù)荷工況，與自然吸氣柴

6、油機(jī)相比，這種進(jìn)氣總管空氣溫度與壓力的關(guān)聯(lián)變得更加顯著。在全負(fù)荷工況，由于驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器的氣缸排氣能的改變而導(dǎo)致的渦輪增壓器的響應(yīng)特性的變化，MAP(以及p)將隨MAT的降低而下降【引。在全負(fù)荷下p。的提高通常會(huì)提高柴油機(jī)氣缸指示效率。2．3進(jìn)氣密度氣缸充量空氣的密度既是MAT的函數(shù)，也是圖1渦輪增壓柴油機(jī)進(jìn)氣總管空氣狀態(tài)MAP的函數(shù)。因而，降低增壓柴油機(jī)的MAT值未①空氣進(jìn)口；②排氣出口；③渦輪增壓器；④中冷器；必使進(jìn)氣密度成比例增大，因?yàn)樗€受MAP隨⑤進(jìn)氣總管(MAT。MAP)。MAT的變化規(guī)律的影響(以下將詳細(xì)探討)。不過，2．1峰值燃燒溫度當(dāng)MAT單獨(dú)降低或MAP單獨(dú)增大時(shí)，

7、進(jìn)氣密度將氣缸峰值燃燒溫度(T)對(duì)柴油機(jī)燃油效率、會(huì)增大，從而提高空氣充量m的值。在噴油時(shí)提排氣溫度(Te)以及尤其是NOx排放有影響。作為高空氣密度會(huì)改善燃油束的霧化質(zhì)量和燃油與空氣缸空氣壓縮行程初始溫度，MAT的提高會(huì)導(dǎo)致氣氣的混合，并將縮短物理滯燃期【4J。值得注意的缸峰值燃燒溫度的提高。是，單獨(dú)降低MAT會(huì)增大進(jìn)氣密度并降低峰值燃在MAT值固定的情況下MAP對(duì)Tm的影響有燒溫度。必要深入研究。MAP的改變會(huì)使氣缸空氣充量2．4燃燒放熱(