（動力機械及工程專業(yè)論文）柴油機通過分段噴射組織均質(zhì)預(yù)混合燃燒的試驗研究.pdf

摘要 能源和環(huán)境保護是人類面臨的兩大問題，因此內(nèi)燃機的高效潔凈燃燒作為一 項重要的“綠色工程”技術(shù)，己在各國引起廣泛興趣。 為改善柴油機的排放、降低燃油消耗率，近幾年柴油機采用了廢氣渦輪增壓 中冷、優(yōu)化缸內(nèi)氣體流動、排氣再循環(huán)、改進噴油率曲線及電控高壓噴射等新技 術(shù)，同時開發(fā)了可變進氣渦流比、可變渦輪噴嘴環(huán)面積以及電控排氣再循環(huán)等電 控可變技術(shù)。 本論文是通過對原1 3 5 型柴油機的噴油裝置進行改造，利用兩個噴油泵來進 行分段噴油，并根據(jù)模擬計算選取合適的噴油提前角和預(yù)噴油量，在試驗機上組 織柴油機的均質(zhì)預(yù)混合燃燒，來實現(xiàn)降低排放和燃油消耗率的目的。通過實驗表 明：由于采用預(yù)噴射，先期形成稀薄預(yù)混合氣，使主噴射的著火滯燃期縮短，燃 燒迅速，降低了柴油機燃燒的初期壓力和溫度，因而柴油機的最高爆壓、燃油消 耗率和排放都得到了改善，尤其n o x 排放降低最為明顯。 關(guān)鍵詞：柴油機；燃燒：預(yù)混合：分段噴射 a b s t r a c t n o w a d a y s ，t h ep r o t e c t io no fr e s o u r c e sa n de n v i r o n m e n ta r et w om a j o r p r o b l e m st ot h em a n k i n d s ot h eh i g h e f f e c t e dc l e a nc o m b u s t i o nw h i c hi s o n eo ft h eg r e e n e n g i n e e r i n gt e c h n o l o g i e s ，h a sb e e np a i dm o r ea t t e n t i o n b ym a n yc o u n t r i e s t oi m p r o v et h ee m i s s i o na n dr e d u c et h er a t eo ft h ef u e lc o n s u m p t i o n o ft h ed i e s e le n g i n e ，m a n yn e wt e c h n o l o g i e sh a v eb e e na d o p t e d ，s u c ha s i n t e r - c o o l i n g ，o p t i m i z i n gt h ef l o w i n go f t h ea i ri nt h ec y l i n d e r ，e x h a u s t g a sr e c i r c u l a t i o n ，o p t i m i z i n gt h ef u e li n j e c t i o nr a t e c u r v ea n d e l e c t r o n i c c o n t r o l l e dh i g h p r e s s u r ei n j e c t i o n ，e t c a tt h es a m et i m e ， m a n ye l e c t r o n i c c o n t r o l l e da l t e r a b l ep a r t s ，s u c ha si n t a k es w i r lr a t e ， a l t e r a b l es w i r ln o z z l ea n de x h a u s tr e c y c l i n g ，e t c ，h a v eb e e nd e v e l o p e d t or e a l i z et w oa i m sm e n t i o n e da b o v e ，t h i sp a p e ru t i l i z e st w of u e i i n j e c t i o np u m p s t of i n i s hs t a g es p l i ti n j e c t i o no nt h eb a s i so ft h e o r i g i n a li n j e c t i o ns e t so ft h e1 3 5d i e s e le n g i n e a c c o r d i n g t h es i m u l a t i n g c a l c u l a t i o n ，a p p r o p r i a t e f u e l i n j e c t i o n a d v a n c ea n g l ea n dt h ef u e l q u a l i t y o fp r e - i n j e c t i o nw e r e s e l e c t e dt of i n i s ht h ea l l n a t u r e p r e m i x i n gc o m b u s t i o n o ft h ed i e s e lo nt h et e s t i n gm a c h i n e t h ee x p e r i m e n t i n d i c a t e st h a t ，b e c a u s et h et h i np r e - m i x i n gg a sc a nb ef o r m e d i nt h e p r e - i n j e c t i o ns t a g e s ，t h ef u e lp r e i n j e c t i o n c a ns h o r t e nt h ei g n i t i o n d e l a yp e r i o do ft h em a i ni n j e c t i o n ，h a s t e nt h ec o m b u s t i o ns p e e d ，a v o i d t h es u d d e nr i s eo ft h ep r e s s u r ea n dt h et e m p e r a t u r ei nd i e s e l si n i t i a l c o m b u s t i o ns t a g e ，r e d u c e t h eb u r s t p r e s s u r e a n dt h er a t eo ff u e l c o n s u m p t i o no ft h ed i e s e l ，e s p e c i a l l yr e d u c e t h ee m i s s i o nr a t eo fn o x k e y w o r d ：d i e s e ie n g i b e ：c o m b u s t i o n ：p r e m i x i n g ；s t a g es p ii t i n j e c t i o n 柴油規(guī)通過分段嘜射組織均質(zhì)預(yù)混合燃燒的試驗研究 0 前言 隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展和全世界汽車擁有量的持續(xù)增多，汽車排放物的有 害物對大氣污染日益嚴重，成為主要的污染源。另外，據(jù)有關(guān)專家預(yù)測，世界石 油資源也將于2 1 世紀趨向枯竭。石油資源的枯竭和大氣環(huán)境的惡化，使人們對 能源和環(huán)境問題日益關(guān)注。因此內(nèi)燃機的高效潔凈燃燒作為一項重要的“綠色工 程”技術(shù)，已在各國引起了廣泛的興趣。而柴油機由于其熱效率高被廣泛應(yīng)用。 因此如何降低柴油機的油耗率和排放是當前柴油機工作的重要課題。近幾年柴油 機采用了廢氣渦輪增壓中冷、優(yōu)化缸內(nèi)氣體流動、排氣再循環(huán)、改進噴油率曲線 及電控高壓噴射等新技術(shù)，同時開發(fā)了可變進氣渦流比、可變渦輪噴嘴環(huán)面積以 及電控排氣再循環(huán)等電控可變技術(shù)。以上這些措施的綜合應(yīng)用，使柴油機的排放 比以前有很大的降低。但目前在柴油機中，可燃混合氣分布極不均勻，首先是在 最適宜的著火點上多點著火，然后進行由混合速率控制的擴散燃燒，此對氣缸內(nèi) 不僅混合氣分布不均勻，溫度分布也不均勻，在高溫稀混合氣區(qū)生成n o x ，在 高溫濃混合氣區(qū)生成p m 。為解決這一問題，柴油杌必須使用稀薄的均質(zhì)預(yù)混合 氣。2 0 世紀7 0 年代末我校胡國棟教授就從改善柴油機燃燒和排放的角度出發(fā)， 提出了柴油機熱預(yù)混合燃燒方式“。近幾年，人們也在尋求新的燃燒方式， 努力實現(xiàn)預(yù)混合燃燒，以從根本上減少柴油機擴散燃燒所帶來的排放問題“1 ?，F(xiàn) 在國內(nèi)外對于柴油機預(yù)混合燃燒的研究主要分3 個方向，一種是美國西南研究所 提出來的均勻充量壓縮燃燒( h c c i ，h o m o g e n e o u sc h a r g ec o m p r e s s i o n i g n i t i o n ) ：另一種則是日本n e wa c ei n s t i t u t ec o 提出來的預(yù)混稀薄柴油機 燃燒( p r e d i c ，p r e m i x e dl e a nd i e s e lc o m b u s t i o n ) ；還有一種是日本三菱 ( m i t s u b is h i ) 提出預(yù)混壓縮點火燃燒( p c i ，p r e m i x e dc o m p r e s s i o ni g n i t e d c o m b u s t i o n ) 。本次課題是通過兩段噴射來組織柴油機的均質(zhì)、充量、壓燃、低 溫火焰、稀薄燃燒，這不僅因為柴油機采用兩段噴射實現(xiàn)均質(zhì)預(yù)混合燃燒能在很 大程度上改善目前柴油機由于擴散燃燒而造成的爆壓高、n o x 高、排煙黑、微 粒排量大的一系列缺點，同時還能降低燃油消耗率。另外，利用兩套噴油系統(tǒng)實 現(xiàn)分段噴射，還可以分別噴入兩種燃料，開發(fā)、利用性能較好的代用燃料，實現(xiàn) 柴油機高效、節(jié)能、環(huán)保的目的。 柴油機通過分段噴射組織均質(zhì)預(yù)混合燃燒的試驗研究 1 緒論 1 1 柴油機實現(xiàn)均質(zhì)預(yù)混合燃燒的背景與意義 完善柴油機的混合和燃燒過程是改善其經(jīng)濟性及排放、提高動力性的重要課 題。而柴油機均質(zhì)預(yù)混合燃燒的實現(xiàn)可以很好地改善當前柴油機混合不均勻、火 包油式的擴散燃燒，解決了柴油機爆壓高、n o x 高、排煙黑、微粒排量大的一系 列問題，同時還能降低油耗，是開發(fā)節(jié)能、環(huán)保柴油機車的有效手段之一。 i 1 - 1柴油機的節(jié)能問題 隨著經(jīng)濟與社會的發(fā)展，世界能源消耗不斷增加，能源短缺狀況日益嚴重， 能源問題愈來愈突出地擺在人們面前。人類社會發(fā)展到今天，任何國家的經(jīng)濟發(fā) 展都與能源問題密切相關(guān)。1 9 7 3 年爆發(fā)的石油危機使發(fā)達國家的經(jīng)濟受到很大 的影響，其生產(chǎn)總值年平均增長率有所下降，結(jié)束了廉價石油的時代。在能源總 消耗量中占很大比例的內(nèi)燃機也受到很大影響。世界石油資源日趨減少，石油燃 料的短缺現(xiàn)象必然會出現(xiàn)，而且會日益嚴重。1 9 9 2 年所探明的世界上可經(jīng)開發(fā) 的石油資源大約1 3 5 0 億噸，如果按1 9 9 0 年世界石油產(chǎn)量3 2 億噸計算，世界上 可經(jīng)開發(fā)的石油資源大約可滿足今后4 0 5 0 年的需求。我國石油的消費，現(xiàn)仍 以年1 3 的速度激增。9 9 年我國凈進口石油已達4 0 0 0 萬噸以上n 1 。隨著資源的 逐年減少及對進口依賴的增加，已經(jīng)對貔置龐大的社會經(jīng)濟發(fā)展計劃形成制約。 而柴油機又是主要的石油消耗源，因此降低柴油機的燃油消耗率，提高柴油機的 經(jīng)濟性及代用燃料的開發(fā)己成為國際內(nèi)燃機研究的重點。 1 1 2 柴油機的排放問題 伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展，世界環(huán)境日益惡化，全球變暖、臭氧層空洞、酸雨等環(huán) 境問題逐漸為全人類所重視，公眾的環(huán)境意識不斷加強。目前，在全世界范圍內(nèi) 對環(huán)保的關(guān)注程度是前所未有的隨之而來的是大量的政策和法規(guī)對內(nèi)燃機的尾 氣排放進行嚴格的控制?，F(xiàn)在一些主要發(fā)達國家對汽車的有害排放物法規(guī)制定越 來越嚴格，表l 一1 列出了歐洲聯(lián)盟柴油車排放限值的變化趨勢。我國2 0 世紀 9 0 年代開始逐步參照采用歐盟( e u ) 的排放法規(guī)。2 0 0 5 年車用壓燃機排放物的 “型式認證”( 0 8 1 7 6 9 1 1 9 9 9 ) 達到歐標準。 柴油機遙過分段噴射組織均質(zhì)預(yù)混合燃燒的試驗研究 表1 - - 1 歐洲聯(lián)盟重型車用柴油機排放限值”1g ( k w h ) t a b 1 1e x h a u s tl i m i yo fd i e s e lo fh e a v yv e h i c l eo i le e 刪s t a n d a r d 注：適用于額定功率小于等于8 5 k w 的柴油機。 適用于單缸排量小于0 7 l ，額定轉(zhuǎn)速大于3 0 0 0 r m i n 的柴油機。 柴油機的主要排放物是n o x 和微粒( 剛，p a r t i c u l a t em a t t e r ) ，一般認為 n o x 是在缸內(nèi)高溫、富氧和長的滯留時間中形成的。因為在缸內(nèi)溫度和壓力接近 最高值時，在柴油機非均質(zhì)的燃油空氣混合氣燃燒過程中，火焰中激烈反應(yīng)區(qū)中 過量的氧氣與氮氣相結(jié)合形成n o x ，而在燃燒中后期n o x 的形成因混合氣中氧氣 的急劇減少而迅速減少；同時大部分已經(jīng)形成的n o x 則因為氣缸內(nèi)膨脹行程所造 成的氣體溫度下降而“凍結(jié)”。而在燃燒火焰富油區(qū)中的燃油因為氧氣不足和氣 缸內(nèi)高溫氣體影響裂解為碳粒。降低n o x 和微粒的排放是柴油機中急需解決的課 題。為了改變形成n o x 的氣缸內(nèi)高溫、高壓條件，人們研究了延遲噴油正時以降 低n o x 的方法，但是隨之增加了微粒的排放。同時降低n o x 和p m ，是當前控制 柴油機排放的難點“1 。 1 2 柴油機主要有害排放物的危害、生成機理與影響因素 柴油機自1 8 9 7 年問世以來，憑借其良好的動力性、經(jīng)濟性和耐久性等優(yōu)點 在各種動力裝置、船舶和車輛上得到日益廣泛的應(yīng)用。歐洲和日本在7 0 年代就 基本實現(xiàn)了載貨汽車和大型客車的柴油機化。從8 0 年代后期開始，轎車上也越 來越多的應(yīng)用柴油機，例如目前德國生產(chǎn)的1 4 卜2 o l 排量的小轎車中，柴油機 轎車占6 1 ，其中德國大眾汽車公司生產(chǎn)的渦輪增壓直噴式( t d i ) 發(fā)動機不僅 具有卓越的動力性、經(jīng)濟性，而且被認為是一種環(huán)保型柴油機而被廣泛應(yīng)用于國 內(nèi)的p a s s a t 、g o l f 、a u d i 等車型h 1 ：而法國轎車柴油機的比例更是高達8 8 9 6 ， 國內(nèi)南京躍進汽車廠的得意產(chǎn)品依維柯客車也采用柴油發(fā)動機。從世界范圍來 柴油機通過分段噴射組織均質(zhì)預(yù)混合燃燒的試驗研究 看，汽車柴油化已經(jīng)成為一種不可逆轉(zhuǎn)的趨勢，其高效、節(jié)能、環(huán)保和面向未來 四大優(yōu)勢已經(jīng)使柴油機作為私人轎車的動力源，正成為轎車動力系統(tǒng)的發(fā)展趨 勢。 1 2 1 有害排放物的危害 柴油機的有害排放包括n o x 、h c 、c o 和硫化物及微粒，微粒和n o x 是排放中 兩種最主要的污染物，其主要危害如下所述： n 0 x 柴油機排出的n o x 中，n o 約占9 0 ，n 0 ：只是其中很少的一部分。n o 無色無味、毒性不大，但高濃度時能導(dǎo)致神經(jīng)中樞的癱瘓和痙攣，而且n o 排入 大氣后會逐漸被氧化為n o ：。n 晚是一種有刺激性氣昧、毒性很強( 毒性大約是n o 的5 倍) 的紅棕色氣體，可對人的呼吸道及肺造成損害，嚴重時能引起肺氣腫。 當濃度高達1 0 0 x1 0 。6 體積濃度以上時，會隨時導(dǎo)致生命危險。n o x 和h c 在太陽 光作用下會生成光化學(xué)煙霧，n o x 還會增加周圍臭氧的濃度，而臭氧則會破壞植 物的生長。此外，n o x 還對各種纖維、橡膠、塑料、電子材料等具有不良影響“1 。 基于上述原因，柴油機排放物中的n o x 對環(huán)境的嚴重污染引起了世界范圍的普遍 關(guān)注，因此各國限制其排放的法規(guī)亦越來越嚴格。 州一它是排氣排放物中金屬、金屬化合物、灰塵、油霧和碳顆粒等物質(zhì)的 總稱。它主要由不溶于有機溶劑的碳煙和硫酸鹽組成的不溶物質(zhì)( i s f ) 及溶于 有機溶劑的未燃燃油和未燃機油成分組成的可溶物質(zhì)( s o f ) 構(gòu)成。微粒中的固 體微粒含有可致癌的物質(zhì)，容易被人體吸入并沉積在肺內(nèi)；而液體微粒中有不完 全燃燒的中間產(chǎn)物一醛，對眼、鼻、喉有強烈刺激性的氣味。目前世界各國都在 致力于減少柴油機顆粒排放的技術(shù)研究，且已經(jīng)取得了實質(zhì)性的進展。 h c 一生成取決于發(fā)動機的設(shè)計和運行因素。發(fā)動機運行中，混合氣過濃或 過稀、燃燒組織不良、竄機油或溫度過低等都會產(chǎn)生h c 。柴油機排出的未燃燒 的h c 主要是未燃燒的燃料、分解的燃料分子和少量的氧化反應(yīng)的中間產(chǎn)物。h c 的某些烴類光化學(xué)反應(yīng)活性很強，可與空氣中的n 0 2 結(jié)合，在陽光下形成以0 。 為主的光化學(xué)煙霧，刺激人的眼睛和呼吸器官，造成呼吸困難。 c o - - - - 主要是由于燃料燃燒時0 2 相對不足，燃料中的c 不能完全燃燒產(chǎn)生 的，或由于混合氣不均勻燃燒，混合氣溫度低，c 0 不能氧化而留在燃氣中排 出。c o 被吸入人體，很容易與血紅蛋白結(jié)會，導(dǎo)致缺氧，從而使人窒息：嚴重 4 柴油機通過分段噴射組織均質(zhì)預(yù)混合燃燒的試驗研究 者危及生命。 1 2 2 柴油機排放物的生成機理和影響因素 。 由于柴油機與同等功率的汽油機相比，微粒和n o x 是排放中兩種最主要的污 染物，因此這里主要討論微粒和n o x 的生成機理和影響因素。 n o x 的生成機理“”：迄今為止人們已經(jīng)對n o x 的生成機理進行了大量的研 究，但至今尚未達成共識。比較容易接受的是策爾多維奇機理。該機理認為：柴 油機排放中的n o x 并非來自燃油的燃燒，而是來自氮氣與氧氣的反應(yīng)，它是在氧 氣過剩的情況下由于燃燒室的持續(xù)高溫而形成的，在膨脹和排氣時有少量的分 解，排到大氣后遇氧形成n o ：和其它氮氧化物。柴油機燃燒過程中噴射各區(qū)均可 以生成n o x ，其生成濃度與局部溫度、局部氮原子和氧原子的濃度、燃燒產(chǎn)物的 冷卻速度和滯留時間( 即高溫下所占燃燒循環(huán)的時間量) 等因素有關(guān)。從理論上 講，柴油機n o x 排放的形成是無法避免的，但通過控制燃燒過程的最高溫度和富 氧空氣在高溫中的滯留時間等可以加以限制。表1 2 對柴油機主要排放物的生 ” 成機理和影響因素進行了概括。 表l _ 2n o x 、p m 的生成機理和影響因素 t a b 1 - 2f o r m i n gm e c h a n i s m e f f e c t i n gf a c t o r so fn o xa n dp m 柴油機通過分段噴射組織均質(zhì)預(yù)混合燃燒的試驗研究 p m 是碳煙顆粒、可溶性有機物( s o f ) 和s o x 的統(tǒng)稱。對于微粒中碳煙的生成 機理的論述主要有三種：“1 ( 1 ) 燃料分子以脫氧的形式發(fā)生分解生成碳微粒而凝 集成固體碳；( 2 ) 認為火焰在最初有些燃料分子聚合成的分子或者油滴，它們起 脫氧反應(yīng)而變成碳粒子：( 3 ) 認為在高溫火焰下，能產(chǎn)生部分分解及脫氧反應(yīng)的 一些中間生成物，而這些中間產(chǎn)物邊聚合邊進一步脫氧，逐漸變成固體碳?！，F(xiàn) 在多數(shù)人認為第三種論述較能正確解釋碳粒的形成。一般認為碳煙的形成過程如 下：在高溫( 2 0 0 0 - - 3 0 0 0 k ) 缺氧區(qū)，燃油中的烴分子發(fā)生氧化和熱裂解，生成 各種不飽和烴類( 如乙烯、乙炔及其高的同系物和多環(huán)芳香烴) ，它們不斷脫氧、 產(chǎn)生小分子量的物質(zhì)，后期聚合為以碳為主的直徑在2 衄左右的碳煙核心。而在 燃燒室壁面等無火焰的低溫區(qū)，則通過聚合核環(huán)化與氫化過程，生成凝結(jié)的芳香 族碳氫化合物，再生成大分子量的物質(zhì)，最后生成碳粒。這兩個途徑常常是相互 交叉進行的。通常情況下，微粒中以碳煙為主。尤其在高負荷時，碳煙的比率占 絕大多數(shù)。碳煙在預(yù)混合期燃燒期間生成，其后在高溫下若與氧相遇，則被氧化 而減少。但在擴散燃燒期問和后燃燒期間生成的碳煙，因氧少不能再燃燒而原樣 排出。故柴油機排出的碳煙主要是在擴散燃燒期間產(chǎn)生的。因此，它的生成正好 與n o x 相反，溫度低且氧濃度低時，碳煙的生成量增大。因此微粒是由于柴油 機燃燒時燃料與空氣混合不均勻，造成局部過濃，在高溫缺氧情況下產(chǎn)生并排 出的。 由于柴油機排氣微粒與n o x 的生成機理不同，減少微粒的同時又增加了n o x 的排放，同時微粒的減少又使得催化劑中毒得以有效的扼制，從而使采用機外催 化技術(shù)凈化n o x 成為可能。了解了排放物的生成機理，我們可以綜合考慮合適的 措施，因此今后研究的重點應(yīng)轉(zhuǎn)向使柴油機排放的微粒與n o x 同時減少。 1 3 控制柴油機有害排放物的對策 我國現(xiàn)行的排放法規(guī)對n o x 、p m 、f i g 及c 0 ，四種排放物 作了較嚴的限制，而且隨著時代的發(fā)展對降低排放物要求越來越嚴格。對于柴油 機來說，由于是質(zhì)調(diào)節(jié)，特別是直噴式柴油機熱效應(yīng)高，過量空氣系數(shù)o a l ， 因此h c 和c o 排放較低，因而比較容易達到排放的要求聃”。所以對柴油機來 說，突出是對n o x 和p m 的控制。表1 3 列出了降低n o x 和p m 排放的主要對策。 6 柴酒機通過分段噴射組織均質(zhì)預(yù)混合燃燒的試驗研究 表卜3 降低n o x 和p m 排放的主要對策 t a b 1 3t h em a i nm e a s u r e so fr e d u c i n gn o xa n dp m 柴油機控制n o x 排放主要凈化措施有兩種途徑：機內(nèi)控制和機外凈化“1 。 1 3 1 機內(nèi)控制措施 采取機內(nèi)控制是治本之舉。它是通過改進柴油機結(jié)構(gòu)參數(shù)和改善混合氣形成 質(zhì)量和燃燒，達到減少n o x 、p m 排放的目的。 1 3 1 1 進氣系統(tǒng)的優(yōu)化 對進氣系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計，主要目的是在提高充量系數(shù)的同時，合理組織進 氣渦流，以加快混合氣的形成，提高燃燒速率，并盡量減少n o x 的生成。 ( 1 ) 進氣渦流的優(yōu)化 提高渦流比可使燃燒加速并且完全，其結(jié)果可導(dǎo)致缸內(nèi)最高燃燒壓力與溫度 的升高，從而使n o x 的排放明顯增加；若減少迸氣渦流的強度雖可減少n o x 的排 放，但又勢必會犧牲柴油機的動力性和經(jīng)濟性。因此，可采用可變渦流進氣道技 術(shù)使渦流比在0 2 - 2 5 范圍內(nèi)變化，以兼顧柴油機在整個工況范圍內(nèi)各個方面的 性能。但采用可變渦流進氣道技術(shù)存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜和成本較高的問題，因而限制 了該技術(shù)的推廣。 ( 2 ) 增壓中冷技術(shù)( t d i 渦輪增壓直噴技術(shù)) 柴油機通過分段噴射組織均質(zhì)預(yù)混合燃燒的試驗研究 柴油機采用進氣增壓技術(shù)后，由于壓縮溫度升高，在動力性與經(jīng)濟性提高的 同時，n o x 的排量也必然增加。但增壓柴油機在采用中冷技術(shù)以后，增壓空氣在 進入氣缸以前被冷卻，在一定程度上可以抑制n o x 的排放。因此，采用增壓中冷 技術(shù)可使柴油機n o x 的排放降低n ”。而且，為組織柴油機的稀薄、低溫燃燒， 一是減少噴油量，二是增加進氣量，而減少噴油量后柴油機的功率將會降低，因 此只能通過進氣增壓來增加進氣量，從而實現(xiàn)稀薄燃燒。目前，柴油機增壓中冷 技術(shù)在中型柴油機上應(yīng)用日益廣泛，小型柴油機上也逐漸在采用。一些新研制的 轎車柴油機上也開始采用。 1 3 1 2 噴油系統(tǒng)的優(yōu)化 噴油系統(tǒng)的優(yōu)化就是使燃油噴射參數(shù)最佳化。這些參數(shù)包括噴油定時、噴油 壓力、噴油速度、噴油規(guī)律和噴孔結(jié)構(gòu)等。通過參數(shù)的優(yōu)化來抑制預(yù)混合燃燒， 即減少在滯燃期內(nèi)形成的可燃混合氣量是降低n o x 排放的有效途徑，分別敘述如 下： ( 1 ) 優(yōu)化噴油定時 n o x 排放對噴油定時極為敏感。延遲噴油可降低n o x 排放，但必須合理調(diào)整 燃燒系統(tǒng)及噴油系統(tǒng)的其他參數(shù)以減少油耗、煙度和微粒排放方面的損失。為減 少延遲噴油對經(jīng)濟性的不利影響，可采用較高的壓縮比和較高的噴油壓力，高噴 油速率，縮短滯燃期和噴油持續(xù)期，即噴油終點不延遲。采用電控技術(shù)和報據(jù)運 行工況調(diào)節(jié)噴油始點，可降低n o x 的排放。 ( 2 ) 提高噴油壓力 提高噴油壓力可有效地改善燃料的霧化性能，使混合氣的混合質(zhì)量得以改 善，燃燒更加充分，燃燒溫度上升，n o x 排放增加。因為提高噴油壓力能改善燃 燒過程，故可以補償由于延遲噴油造成的油耗率上升，但這又使延遲噴油以降低 n o x 排放相矛盾。為減少n o x 排放應(yīng)該降低噴油壓力，而噴油壓力降低后又會使 微粒排放增加。 ( 3 ) 提高噴油速度 當噴油提前角一定時，提高噴油速率，縮短噴油持續(xù)期，先緩后急的噴油規(guī) 律可以使柴油機產(chǎn)生的n o x 較少。提高噴油速度與延遲噴油相結(jié)合亦可減少n o x 的排放。另外，噴油速度還與h c 、碳煙的排放及燃油消耗、噪聲有關(guān)，應(yīng)綜合 柴油楓通過分段噴射組織均質(zhì)預(yù)混合燃燒的試驗研究 權(quán)衡以謀求各參數(shù)的最佳值。 ( 4 ) 優(yōu)化噴孔結(jié)構(gòu) 噴油器噴孔直徑和數(shù)日對柴油機排放也有明顯的影響。當循環(huán)供油量與啟噴 壓力一定時，減小孔徑會減少初期噴油量，抑制預(yù)混合燃燒和最高燃燒溫度，以 減少n o x 的生成。當噴油壓力、噴油速度及噴孔總面積不變的情況下，增加噴孔 直徑或增加孔數(shù)，可降低流阻，改善燃油的霧化和分布，因而能降低n o x 的排放 【7 】 o 1 3 1 3 燃燒室的結(jié)構(gòu)和參數(shù)優(yōu)化 ( 1 ) 優(yōu)化壓縮比 柴油機壓縮比控制著著火延遲期的長短。降低壓縮比，有利于著火延遲，能 夠減少峰值壓力，可使燃燒最高溫度降低，n o x 排放減少，碳煙增加。但壓縮比 過低，柴油機難于著火。壓縮比對n o x 的影響較為復(fù)雜，選取壓縮比時應(yīng)綜合考 慮。 ( 2 ) 燃燒室型式的優(yōu)化 燃燒室型式與n o x 的排放有著密切關(guān)系。直噴式柴油機n o x 排放明顯高于非 直噴式柴油機，這是因為非直噴式柴油機前期的燃燒發(fā)生在混合氣過濃的預(yù)燃室 或渦流室里，由于缺氧，n o x 的生成受到了抑制，又因在主燃燒室中的燃燒開始 較晚，且是在較低溫度下進行的。對于同一類型但結(jié)構(gòu)不完全相同的燃燒室，其 n o x 的排量也有差異。例如在直噴式柴油機中，渦流最強的球型燃燒室最高，淺 盆型燃燒室較低，縮口擠流式燃燒室，加速混合和加快燃燒，n o x 排放降低。 1 3 1 4 燃燒室噴水冷卻技術(shù) 水具有較高的比熱，在燃燒過程中吸熱可降低燃燒最高溫度；水與油混合噴 入燃燒室還可以降低燃油密度，從而使燃燒溫度進一步降低。該技術(shù)在降低n o x 排放的同時，還有利于改善燃油經(jīng)濟性和排氣煙度，并有降噪的作用。噴水冷卻 有如下形式：進氣管噴水；用超聲波將燃油與水乳化后噴入燃燒室；通過附加噴 嘴把水直接噴入燃燒室；在噴嘴的兩個燃燒層之間填充水，并分層噴入燃燒室。 但如何控制噴水的時機、數(shù)量和噴嘴的腐蝕等問題還有待于進一步研究。 1 3 1 5 燃料的改進 ( 1 ) 提高柴油機十六烷值 9 柴油機通過分段噴射組織均質(zhì)預(yù)混合燃燒的試驗研究 十六烷值在柴油機燃料參數(shù)中對n o x 排放影響最大。十六烷值較高時，由于 其穩(wěn)定性變差。極易裂解為碳煙。柴油機排氣煙度較高，但其發(fā)火性能好，柴油 機點火延遲期縮短，缸內(nèi)溫度與壓力降低，n o x 排放亦降低。當十六烷值從4 0 提高到5 0 時，n o x 排放可降低1 0 左右。另外使用柴油添加劑，在柴油中添加適 量的硝酸鹽、亞硝酸鹽和各種過氧化物，可以提高燃料的十六烷值，縮短著火延 遲期，使得n o x 排放減少。但使用添加劑會導(dǎo)致二次污染。 ( 2 ) 使用代用燃料 采用代用燃料將是控制柴油機和汽油機排放的重要方法之一。目前，代用 燃料主要有壓縮天然氣( c n g ) 、液化石油氣( l p g ) 、甲醇、乙醇、氫燃料及與柴 油摻燒的復(fù)合燃料( 乙醇柴油、水乳化柴油) 等，其中甲醇、天然氣、液化石油氣 被認為是最有前途的清潔能源的代用燃料?！啊２裼蜋C燃用醇類燃料時，基本可以 實現(xiàn)無煙排放，在中、低負荷時n o x 的排量也很低，在汽油醇已經(jīng)成為產(chǎn)品的同 時柴油摻醇技術(shù)也在發(fā)展，這方面從大連理工大學(xué)內(nèi)燃機實驗室試驗的結(jié)果也證 明了它降低排放的可行性1 1 0 | 。作為內(nèi)燃機代用的醇類燃料很多，其中甲醇是目 前應(yīng)用最廣的代用燃料。但如果不采用適當措施，柴油機排放的h c 、甲醛將成 為重要的排氣污染物。燃用壓縮天然氣( c n g ) 或液化石油氣( l p g ) ，n o x 和微粒排 放可同時減少7 5 - 8 0 。二甲基乙醚作為最新出現(xiàn)的液體燃料，其燃燒后無微粒 產(chǎn)生且n o x 的排放亦很低。乳化油作為一種代用燃料技術(shù)，既可以減少燃料消耗 又可以控制排放，所以對于乳化油的研究已經(jīng)逐漸引起人們的重視，這方面大連 理工大學(xué)內(nèi)燃機實驗室做了相當多的研究，作者也有幸參加了其中的研究工作 1 2 | 0 當然如果能更好地應(yīng)用到本試驗中，無疑對我們達到預(yù)定的目標起到很大 的幫助作用。 1 3 1 _ 6 采用四氣門技術(shù) 在柴油機上采用多氣門技術(shù)是滿足更嚴格排放指標的有效途徑。由于缸蓋上 的噴油嘴和活塞上的燃燒室凹坑布置在氣缸中央，從而優(yōu)化了進氣渦流和油霧分 布以及活塞與噴油器的冷卻條件，并可實現(xiàn)渦流比在不同轉(zhuǎn)速下的變化，這使混 合氣的形成進一步優(yōu)化，因而在提高動力性和經(jīng)濟性的同時減少了n o x 排放，但 增加了成本和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。在柴油機上應(yīng)用多氣門技術(shù)是國際學(xué)術(shù)界研究熱點 之一，國外內(nèi)燃機的氣門最多時已達到6 個，目前已在大型柴油機應(yīng)用的基礎(chǔ)上， 1 0 柴油機通過分段噴射組織均質(zhì)預(yù)混合燃燒的試驗研究 逐漸開始在小型柴油機上應(yīng)用，國內(nèi)在這方面的研究尚未成熟。 l _ 3 1 7 采用廢氣再循環(huán)技術(shù) 采用廢氣再循環(huán)( e g r ) 是降低n o x 排放的項極為有效的措施，目前只是在 汽油機上得到了較為成熟的應(yīng)用。e g r 在所有負荷條件下都可以有效減少n o x 排 放。將定量廢氣引入柴油機進氣系統(tǒng)中，再循環(huán)到燃燒室內(nèi)，有利于著火延遲， 增加了參與反應(yīng)物質(zhì)的熱容量以及c o ：、h 2 0 、等惰性氣體的對氧氣的稀釋作用， 從而可降低燃燒最高溫度，減少n o x 的生成。 1 3 1 8 電控共軌噴油系統(tǒng) 電控共軌噴油系統(tǒng)是高壓燃油噴射系統(tǒng)的一種，2 0 世紀9 0 年代中期才開始 推向市場的一種新型的電控噴射技術(shù)，由于采用了獨立的高壓油泵，可提供很高 的噴油壓力，最高可達2 0 0 m p a 2 2 0 m p a 即使連向各噴油器的高壓油管很短也不 會出現(xiàn)不可控制的異常噴射情況。該系統(tǒng)采用的是壓力一時間計量原理，電控裝 置根據(jù)工況和油溫、氣溫等信息，由油壓傳感器測出壓力值并輸送給電控裝置， 所測得之壓力與發(fā)動機工況所給定的油壓脈譜圖( 所設(shè)的最佳壓力值) 比較，電 控裝置給出信號控制電磁式比例控制閥( p c v ) 啟閉，來調(diào)整高壓供油泵的供油 量，以改變共軌油道中的油壓，使油壓為最佳值伽。因此既能保證優(yōu)良的動力性、 經(jīng)濟性，又可降低排放和噪聲。 1 3 2 機外掙化措旌 由于機內(nèi)控制排放并不能完全起到凈化效果，因此對已排出燃燒室但尚未排 到大氣中的廢氣進行處理，采取機外控制技術(shù)顯得很有必要。 柴油機排氣后處理可以用氧化催化轉(zhuǎn)化器，以降低hc 和c 0 的排放量和 顆粒pm 狀物質(zhì)中的有機成分：用選擇性還原催化轉(zhuǎn)化器在富氧條件下還原 n o x ，用微粒過濾裝置收集柴油機排氣中的顆粒狀物質(zhì)，靜電式微粒收集器和電 壓捕集技術(shù)也可以收集顆粒狀物質(zhì)。n o x 的機外凈化主要是采用催化轉(zhuǎn)化技術(shù)。 由于柴油機的富氧燃燒使得廢氣中含氧量較高，這使得利用還原反應(yīng)進行催化轉(zhuǎn) 化比汽油機困難。 1 3 2 1 采用催化轉(zhuǎn)化技術(shù) 從理論上講，可以將n o x 分解為n 。與0 。，但實際上這個過程相當慢，到目 前為止，該方法尚未得到實際應(yīng)用。因n o x 的氧化產(chǎn)物為固態(tài)，這對車用柴油機 柴油機通過分段噴射組織均質(zhì)預(yù)混合燃燒的試驗研究 不適合。對于車用柴油機n o x 的排放只能采用還原方法除去。 ( 1 ) 非選擇催化還原( n s c r ) n s c r 技術(shù)是將還原劑( 如氨氣、尿素、h c ) 噴入排氣管中，在催化轉(zhuǎn)換器的 作用下與廢氣中的n o x 進行反應(yīng)。由于廢氣中含氧量較高，還原劑很容易直接被 氧化，故消耗量極大。 ( 2 ) 選擇催化還原( s c r ) s c r 的原理與n s c r 相似，也是將n h 。加入到高溫廢氣中與n o x 發(fā)生反應(yīng)生成 m 和h 。o ，只是催化劑配方不同。在車用柴油機上該技術(shù)比較具有應(yīng)用價值。 在柴油機排氣有害物中，n o x 和顆粒物( p m ) 是我們要降低的重點。通過優(yōu) 化和改進燃燒過程，從根本上避免生成n o x 的條件，特別是避免產(chǎn)生氣缸內(nèi)高 溫，以減少或抑制n o x 的生成。如：優(yōu)化噴油系統(tǒng)、優(yōu)化燃燒室結(jié)構(gòu)參數(shù)、采 用增壓中冷技術(shù)、采用廢氣再循環(huán)、采用乳化油和稀薄燃燒技術(shù)等。還有在排氣 系統(tǒng)中轉(zhuǎn)化氣缸內(nèi)生成的n o x 。通過各種廢氣凈化處理裝置，把n o x 轉(zhuǎn)化成無害 排放物，也就是后處理技術(shù)。降低n o x 與降低雕所要采取的措施往往是相互矛 盾的。而且這些措施還可能與提高柴油機的動力性與經(jīng)濟性相互矛盾。例如，為 了抑制燃氣高溫產(chǎn)生n o x ，最先采用的方法是推遲噴油始點，使燃燒相應(yīng)滯后， 由于燃氣最高溫度降低了，所以n o x 生成量減少。但是，單純推遲燃燒卻使經(jīng) 濟性惡化、排溫升高，同時煙度和顆粒也增加。為了減低p m 而采用高壓噴射燃 油，則又會招致噪聲增大1 1 2 1 ap m 中的主要成份是碳煙，大量試驗和以前的經(jīng)驗 表明降低碳煙的措施會引起n o x 排放升高，對燃油經(jīng)濟性也有一定的影響。因此 在實際工作中，要針對不同機型的主要問題提出適當?shù)母倪M措施，或者找出各 方面都能接受的折衷方案。為此，根本途徑是全面改進燃燒過程，從噴油系統(tǒng)、 配氣系統(tǒng)和燃油品質(zhì)等多方面優(yōu)化，找出最佳的燃燒系統(tǒng)參數(shù)。降低柴油機排氣 有害物可以說是- - l 綜合藝術(shù)，是在一個矛盾體中尋找一種平衡“”。因此力求 同時降低n o x 和p m 排放物并能改善燃油經(jīng)濟性就一直是人們追求的理想目標。 經(jīng)過多年的研究，人們提出了均質(zhì)預(yù)混合燃燒的概念，期望從根本上改善燃燒、 降低排放。本文作者希望能通過分段噴射來組織柴油機的均質(zhì)預(yù)混合燃燒。 柴油機通過分段噴射組織均質(zhì)預(yù)混合燃燒的試驗研究 1 4 柴油機分段噴射燃燒的特點 柴油機分段噴射燃燒包括預(yù)噴射和多段噴射。 1 ) 預(yù)噴射，即引導(dǎo)噴射( p i l o ti n j e c t i o n ) 在主噴射前，有少量燃油 噴入缸內(nèi)，這樣在著火滯燃期內(nèi)只能產(chǎn)生有限的可燃混合氣量。這部分混合氣形 成的燃燒放熱較少，并使主噴射的著火滯燃期縮短，避免了一般直噴式柴油機燃 燒初期壓力和溫度的急劇升高，可使n o x 排放明顯降低。 2 ) 多段噴射在主噴射之前有預(yù)噴射，在主噴射之后有少部分燃油在燃 燒后期噴入。與常規(guī)噴射相比，后期噴射的燃油實際上對正在進行的燃燒起到一 種擾動作用，促進燃燒后期的混合氣形成及燃燒加速，使燃燒壓力提高，燃燒持 續(xù)期縮短，碳煙的排放降低。 分段噴射碳煙降低的機理如圖1 1 所示。 圖1 一1分段噴射減少碳煙排放機理的說明不意圖 f i g 1 一i s k e t c ho fm e c h a n i s mo fr e d u c i n gp mb ym u l t i i n j e c t i o n 碳粒是在低溫富油區(qū)生成的，在單次噴射時，后續(xù)的油不斷補充頂部富油區(qū)， 使碳煙大最生成。在多段分開噴射時，在兩股油束中間形成一個高溫稀區(qū)，第2 個油束脈沖過來時，油束頭部就減少了碳粒的生成 ；3 1 a 我本次課題是研究采用兩個噴油泵來實現(xiàn)兩段噴射( 即引導(dǎo)噴射) 組織柴油 機的均質(zhì)預(yù)混合燃燒，由于預(yù)噴射先形成稀薄預(yù)混合氣，在壓縮行程末期，主噴 射柴油噴入燃燒室壓燃，故缸內(nèi)壓力將會降低；由于在燃燒室中形成了許多個著 火中心，大大縮短了火焰?zhèn)鞅檎麄€燃燒室的距離，因而燃燒迅速、充分，能降低 燃油消耗率、降低n o x 和碳煙；由于占總?cè)剂隙鄶?shù)的預(yù)混合燃料以稀薄燃燒完成， 故可能有很低的排放，尤其是碳煙和n o x 。 柴油機通過分段噴射組織均質(zhì)預(yù)混合燃燒的試驗研究 1 5 課題的提出 柴油機通過分段噴射組織均質(zhì)預(yù)混合燃燒的實驗研究屬于內(nèi)燃機燃燒和 排放研究領(lǐng)域，課題源于國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃新一代內(nèi)燃機燃燒 理論和石油燃料替代途徑的基礎(chǔ)研究，是9 7 3 項目的l 個子項目。設(shè)想在柴油機 上通過兩段噴射實現(xiàn)均質(zhì)預(yù)混合燃燒，改善目前柴油機由于擴散燃燒而造成的爆 壓高、n o x 高、排煙黑、微粒排量大的一系列缺點，同時還能降低燃油消耗率： 另外，利用兩個噴油泵實現(xiàn)兩段噴射還可以分別噴入兩種燃料，開發(fā)、利用性能 較好的代用燃料，實現(xiàn)柴油機節(jié)能、環(huán)保的目的。 1 6 作者的研究任務(wù) 結(jié)合9 7 3 課題，為降低柴油機的排放、燃油消耗率，實現(xiàn)柴油機的均質(zhì)預(yù)混 合燃燒，在實驗機上對噴油系統(tǒng)進行改造，對單缸柴油機的燃燒過程進行模擬計 算，選定合適的噴油提前角、各級噴油量等參數(shù)，確定最佳空燃比、壓縮比等參 數(shù)；通過實驗測定試驗機的性能和排放，分析燃燒特性并與原機進行比較。 技術(shù)路線和技術(shù)措施： 1 ) 通過模擬計算算出各級噴油量的比例分配及噴油定時； 2 ) 根據(jù)模擬計算選擇噴油泵、噴油器、新型噴油嘴及燃燒室； 3 ) 在實驗機( 單缸1 3 5 柴油機) 上改進噴油裝置，采用兩個串聯(lián)的噴油泵 進行分段噴油( 可以分別噴入不同的燃料) ： 4 ) 通過對分段噴油量比例、噴油提前角的試驗，實現(xiàn)均質(zhì)稀薄預(yù)混合、可 控低溫燃燒： 5 ) 對放熱率進行計算，對試驗結(jié)果進行分析，并與原機試驗結(jié)果進行比較， 分析其燃燒特性和燃燒機理。 柴油機通過分段噴射組織均質(zhì)預(yù)混合燃燒的試驗研究 2 柴油機的燃燒理論與研究 2 1 柴油機的擴散燃燒理論 擴散燃燒( d i f f u s i o nc o m b u s t i o n ) ，是指燃料與空氣在燃燒前沒有預(yù)先混 合好，而是邊混合、邊燃燒的燃燒方式。 柴油機的著火與燃燒過程：是指自壓縮過程的末期燃料噴火氣缸，直到排氣 門開啟，燃燒產(chǎn)物自氣缸中排出的整個燃燒、膨脹時期，燃料在氣缸內(nèi)經(jīng)歷著極 為復(fù)雜的物理化學(xué)變化過程( 它們常常是交織在一起同時進行的) 。由于柴油機 燃燒過程時間的短暫和情況的復(fù)雜，雖然經(jīng)歷了將近一個世紀的研究，但至今仍 不能對其中許多細節(jié)問題給出明確的答復(fù)。圖2 l 表示出柴油機燃燒過程中所 進行的物理化學(xué)變化的大致情況“”。 渣暮麓 1 j 【一 曲薰氣與 空氣蠢臺 油盼 先搠曩 億反應(yīng) 靠 著火 h 囊冀h 型盥到雨麗 霹 橙 h 赫努生成魯hli i 。 tl 與空氣摶疆音jjfi l _ 二一 不完盒囊斑 曩崖過蕾 t 攝合過 過墩) 完壘囊姥 蕾皮、曩 鐮度赍量) 不完全攔燒 產(chǎn)：l 炳、 l & 矗# 囊氣辱 圖2 1 燃燒過程中物理化學(xué)變化的大致情況 f i g 2 - 1p h y s i c a la n dc h e m i cc h a n g eo fb u r n i n gp r o c e s s 總體上可以把柴油機的著火與燃燒分為混合氣形成、著火、燃燒和排放物的 生成四個階段。因此，廣義的燃燒過程包括噴射過程、混合氣形成過程、著火過 程、燃燒放熱過程、火焰擴散與傳播過程、有害成分( 碳煙及n o x ) 的生成過程 薪 柴 電機通過分段噴射組織均質(zhì)預(yù)濕臺燃燒的試驗研究 的全過程。 研究柴油機的燃燒過程就是組織混合氣形成和燃燒、深入研究燃燒本質(zhì)及其 內(nèi)在規(guī)律，優(yōu)化理論和采用新技術(shù)，以獲得最佳的綜合性能指標?？刂撇裼蜋C燃 燒過程的首要因素是混合氣形成，而混合氣形成又取決于噴霧特性和噴油規(guī)律、 氣缸內(nèi)空氣渦流運動及強度、燃燒室形狀及其最佳配合。柴油機混合氣形成過程 決定著燃燒過程。 在柴油機中，可燃混合氣分布極不均勻，首先是在最適宜的著火點上多點著 火，然后進行由混合速率( m i x i n gr a t e ) 控制的擴散燃燒，此時氣缸內(nèi)不僅混 合氣分布不均勻，溫度分布也不均勻，在高溫稀混合氣區(qū)生成n o x ，在高溫濃混 合氣區(qū)生成p m m l 。 2 2 柴油機的燃燒新概念預(yù)混合燃燒 預(yù)混合燃燒( p r e - m i x i n gc o m b u s t i o n ) ，是指在著火燃燒之前，燃料與空氣 已預(yù)先混合成氣相的可燃混合氣的燃燒方式。 由于柴油機接近壓縮上止點缸內(nèi)噴油，滯燃期短，邊噴油、邊混合、邊燃燒， 混合氣相當不均勻，必然產(chǎn)生高的n o x 排放，這主要是柴油機的主體是擴散燃燒， 火焰前鋒實際上是丸“1 0 的擴散火焰，其溫度高達2 7 0 0 k ，因此極有利于n o x 的生成。為解決這一問題，柴油機必須使用稀薄的均質(zhì)預(yù)混合氣 2 3 1 a 目前，已提出在柴油機上實現(xiàn)預(yù)混合稀薄燃燒的方式很多，主要介紹以下三 種： l 、均勻充量壓縮燃燒h c c i 均勻充量壓縮燃燒( h c c i ，h o m o g e n e o u sc h a r g ec o m p r e s s i o ni g n i t i o n ) 是美國西南研究所提出來的，實驗裝置如圖2 - - 2 所示。利用類似于汽油機進氣 道低壓噴射的方法把柴油直接噴入進氣管中，預(yù)混的稀混合氣經(jīng)壓縮后很多點著 火，事實上消除了擴散燃燒，稀混合氣降低火焰溫度，可使n o x 排放比柴油機減 少9 8 之多，由于氣缸內(nèi)不存在局部混合氣過濃區(qū)，可使p m 的排放比原柴油機 減少2 7 ，而指示熱效率比柴油機有所改善。但由于受到失火( m i s f i r e ，相當 于過稀混合氣) 和敲缸( k n o c k ，相應(yīng)于過濃混合氣) 的限制，運轉(zhuǎn)負荷的范圍 受到限制。 1 6 柴油機遇過分段噴射蛆織均質(zhì)預(yù)掘合燃燒的試驗研究 電加熱 噴油器 圖2 - 2h c c i 實驗裝置示意圖 f i g 2 - 2e x p e r i m e n t a le q u i p m e n to fh c c ip r o c e s s 2 、預(yù)混稀薄柴油機燃燒p r e d i c 預(yù)混稀薄柴油機燃燒( p r e d i c ，p r e m i x e dl e a nd i e s e lc o m b u s t i o n ) 是日 本n e wa c ei n s t i t u t ec o 提出來，它針對預(yù)混稀燃柴油機3 個缺點，即t h c 和 c o 排放大量增加、高的燃油消耗率，以及運轉(zhuǎn)范圍較小的三個問題進行改進， 但其最終實旌的方案實質(zhì)上是一種混合式的燃燒方式。試驗發(fā)動機的布置