發(fā)布時間：2020-11-07 09:24

　　 近幾年,空氣污染給環(huán)境帶來的惡劣影響引起人們對環(huán)境保護(hù)的重視,節(jié)能減排已成為汽車行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。本文研究了不同噴油比和缸內(nèi)直噴時刻對汽油機(jī)催化器起燃特性和暖機(jī)過程排放特性的影響,并在復(fù)合噴射基礎(chǔ)之上耦合了輔助加熱技術(shù),探究不同的輔助加熱溫度對催化器起燃特性的影響,為汽油機(jī)滿足國VI排放法規(guī)提供理論支撐。本文研究內(nèi)容主要分為兩個部分,第一個部分主要研究復(fù)合噴射噴油策略對汽油機(jī)暖機(jī)過程排放的影響,實驗結(jié)果表明復(fù)合噴射能有效的降低汽油機(jī)暖機(jī)過程中HC、PN排放,并存在一個最佳的噴油比和缸內(nèi)直噴時刻。研究結(jié)果如下:1)暖機(jī)過程冷卻液溫度從30℃上升到80℃時,HC迅速降低、NOx逐漸升高;隨著缸內(nèi)噴油比例的增加,HC先減小后增加;NOx先升高后下降;隨著直噴時刻的推遲,HC先升高后下降,在直噴時刻為60°CA BTDC時最低,繼續(xù)推遲直噴時刻(40°CA BTDC)HC又有升高的趨勢;NOx隨直噴時刻的推遲,先升高后下降。2)暖機(jī)過程冷卻液水溫從30℃上升至80℃時,PN迅速降低;隨著缸內(nèi)噴油比例的增加,PN先減小后增加;隨缸內(nèi)噴射時刻的推遲,PN整體呈現(xiàn)減小的趨勢,在直噴時刻為60°CA BTDC時最低,繼續(xù)推遲直噴時刻(40°CA BTDC),PN又有上升的趨勢;噴油策略對暖機(jī)過程粒徑分布的影響與水溫具有一定的耦合作用,冷卻液溫度在30℃~60℃,核膜態(tài)微粒隨缸內(nèi)直噴時刻的推遲,核膜態(tài)微粒逐漸上升,積聚態(tài)先上升后下降,并在直噴時刻為100°CA BTDC時最低,冷卻溫度在70℃~80℃時,核膜態(tài)微粒和積聚體微粒隨缸內(nèi)直噴時刻的推遲而迅速下降;隨著缸內(nèi)噴油比例的增加,冷卻液溫度在30℃~60℃時,核膜態(tài)和積聚態(tài)微粒先下降后上升,冷卻液溫度在70℃~80℃時,核膜態(tài)和積聚體微粒逐漸上升。第二個部分主要研究復(fù)合噴射噴油策略和輔助加熱對汽油機(jī)催化器起燃特性的影響,結(jié)果表明輔助加熱技術(shù)耦合復(fù)合噴射能有效的改善汽油機(jī)催化器起燃特性,詳細(xì)結(jié)論如下所示:1)隨缸內(nèi)噴油比例的增加,催化器入口溫度先增加后減小,催化起燃時間先減小后增加。2)隨缸內(nèi)直噴時刻的推遲,催化器入口溫度先增加后減小,催化起燃時間先減小后增加。3)推遲點(diǎn)火能明顯的改善催化器的起燃特性,推遲點(diǎn)火,催化器入口溫度迅速增加,催化器起燃時間迅速縮短。但是過分的推遲點(diǎn)火提前角會使燃燒不穩(wěn)定,動力性經(jīng)濟(jì)性下降。4)隨過量空氣系數(shù)增加,催化器入口溫度迅速上升,催化起燃時間縮短,但過分的增加過量空氣系數(shù),雖然催化起燃時間很短,但是催化器的最大轉(zhuǎn)化效率迅速下降。5)輔助加熱技術(shù)能有效的降低起動時HC排放,并能縮短催化器起燃時間。預(yù)熱溫度越高,催化器入口溫度越高,起燃時間越短,當(dāng)預(yù)熱溫度為60℃時,催化器起燃時間僅為90s,相對于不加輔助加熱器降低了33.3%。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TK411.5
【部分圖文】：

第 1 章 緒 論第 1 章 緒 論引言隨著人類文明的進(jìn)步以及科技的飛速發(fā)展，人民生活對物質(zhì)的需求不斷擴(kuò)為人們的主要交通工具之一，其保有量持續(xù)攀升。從 2012 年到 2018 年，從 1.2 億輛增至 2.3 億輛，預(yù)計到 2020 年汽車保有量將增至 2.8 億輛，如。然而伴隨著汽車保有量的增加，嚴(yán)重的環(huán)境污染和能源緊缺問題接踵而 2050 年仍有 58%的輕型車會采用內(nèi)燃機(jī)作為其動力源[1]，這對未來的能源將是巨大的考驗。

如圖1.2 所示為汽油機(jī)起動過程 HC 隨時間的排放量。從圖中可以看出汽油機(jī)在剛起動后的 30s 以內(nèi)，由于缸內(nèi)溫度低，燃油的蒸發(fā)霧化很差，再加上過濃的混合氣，大量的燃料未能進(jìn)行正常的燃燒，三元催化尚未起燃，在起動后前 5s 內(nèi) HC 的瞬時排放量達(dá)到了 2700ppm，是催化器起燃后的 100 倍左右。圖 1.2 汽油機(jī)起動過程 HC 排放汽油機(jī)的冷起動時，發(fā)動機(jī)缸內(nèi)溫度低，噴入缸內(nèi)的燃油蒸發(fā)霧化差，缸內(nèi)失火嚴(yán)重，為了保證發(fā)動機(jī)能順利起動，必須向缸內(nèi)噴入過濃混合氣才能實現(xiàn)火花塞點(diǎn)火的有效著火，因此在汽油機(jī)冷起動時排放出大量的未燃 HC[20]。具體的導(dǎo)致汽油機(jī)冷

圖 1.3 汽油機(jī)起動過程 CO 排放保部最新頒布的國 VI 排放法規(guī)，與國 V 法規(guī)相比，國 VI 排常規(guī)氣體排放限值降低了約 50%[31]�？刂� CO 的排放量成為應(yīng)大挑戰(zhàn)。CO 是 HC 燃料在燃燒化學(xué)反應(yīng)的中間產(chǎn)物，據(jù)研究起動和暖機(jī)階段占整個測試循環(huán)的 50%以上[32-33]。如圖 1.3 為放。由圖可知，在汽油機(jī)剛起動后，CO 排放值達(dá)到了峰值， 倍。隨著發(fā)動機(jī)溫度的升高，缸內(nèi)燃燒狀態(tài)的好轉(zhuǎn)，CO 排放功后的 100s 時，由于催化器的起燃，CO 排放迅速降低。因此 排放量和加速催化器起燃是降低 CO 排放的重要手段。動過程對顆粒物排放的影響顆粒物的形成過程十分復(fù)雜，對于碳煙的形成目前還沒有明確
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本文編號：2873752