射流控制压缩着火正时可控性试验-绵羊汽车生活记录

Satisfactory 昨天预同化压燃本事能够同时完成低PM、低NOx排放和高热效能，一经成为内燃机考虑界限的热门。预同化压燃包罗热预同化(HPC)、均质充量压燃(HCCI)、

预同化压燃本事能够同时完成低PM、低NOx排放和高热效能，一经成为内燃机考虑界限的热门。预同化压燃包罗热预同化(HPC)、均质充量压燃(HCCI)、预同化充量压燃(PCCI)和反映活性负责压燃(RCCI)等形式。这些燃烧形式的同化气较量匀称和稀少，燃烧温度低，可能大幅低落NOx和碳烟天生，况且工质与策动机之间的传热失掉削减，热效能较高。为了直接有用地负责预同化压燃的着火正时，合连学者提出了射流负责压燃(JCCI)形式，本次推文通过一台改装的船用高速柴油机，对JCCI燃烧进程举行了试验，验证JCCI的着火正时负责道理，并参观JCCI燃烧形式正在区别策动机进气温度前提下负责着火正时的鲁棒性，还考虑了EGR 率对JCCI燃烧特征的影响。

01 试验装配及形式改装后的策动机采用JCCI 燃烧形式，燃烧体例如图1所示。主燃烧室内的燃料为柴油，通过缸内早喷变成预同化气。图2为交叉孔高扰动喷油嘴示意，每组喷孔由2个子喷孔构成，子喷孔内的燃油正在喷油嘴内部交汇。与古板众孔喷油嘴比拟，交叉孔高扰动喷油嘴的喷雾贯穿隔断短、喷雾粒径小，有利于缸内早喷前提下变成较匀称的同化气。图3为燃烧室模子示意，燃烧室由壳体、火花塞和CH4 供气管构成。

图4为策动机试验装配示意。策动机的喷油、喷气和燃烧由ECU负责。喷射量、喷射正时和燃烧正时参数通过修削ECU标定量举行筑树。试验中，通过缸压数据计较放热率和指示功，剖析缸内燃烧进程和策动机职能．燃烧室和主燃烧室总的表观放热率(AHRR)通过双传感器单区形式由缸压数据计较。计较形式详睹参考文献[1]。

02 燃烧正时和进气温度的影响图5为JCCI办事前提(进气温度为70 ℃)下，区别燃烧正时的累积放热率正时和RI的计较结果。用CA10 表征预同化压燃的着火相位，用CA 10～CA 90 的曲轴转角(CA10-90)表征燃烧赓续期。预同化压燃着火相位与燃烧正时呈线°CA 转移对应着火相位的9°CA 转移。解说JCCI 可能有用负责预同化压燃着火相位。其余，燃烧正时越提前，燃烧赓续期越短。由于较早燃烧变成的高温射放逐热提拔了上止点前缸内温度，这又与压缩进程和柴油预同化气低温反映放热影响相叠加，加快了其余片面柴油预同化气燃烧。RI随燃烧正时提前和柴油预同化气反映速度加疾而升高。正在进气温度为70℃、燃烧正时为-15°CA 前提下，RI 不赶过5MW/m2，策动机运转时的可闻噪声处于可回收限制内。

图6和图7为JCCI 办事前提(进气温度为70℃)下策动机的指示热效能(ITE)和排放。ITE 随燃烧正时的提前而提升，正在-15°CA燃烧正时下到达45.7% 。由图5可知，较早燃烧正时下CA 10-90 的燃烧赓续期更短，况且CA 50 的正时更亲近上止点，这些都有利于提升热效能。NO排放随燃烧正时的提前而升高，但最高不赶过0.15 g/(kW·h)。HC 排放和CO 排放随燃烧正时的提前而低落，正在-15°CA燃烧正时下分手到达0.18g/(kW·h)和6.50 g/(kW·h)。CO 排放水准较高，形成了较大的燃烧失掉，其来因是缸内的燃烧温度较低，燃料未能饱满氧化。

以往的预同化压燃本事(HCCI、PCCI和RCCI等)对策动机进气的热力形态较为敏锐，进气温度的微小转移就会导致较大的着火正时转换，需求通过调理高动态参数以使策动机寻常运转，负责的鲁棒性往往难以保障。而JCCI燃烧形式正在这方面上风清楚。JCCI办事前提下，将燃烧正时固定为-15°CA，策动机进气温度分手太平为60、70、80和90℃，累积放热率相位和RI 如图7所示。随进气温度升高，因为同化气反映速度增大，燃烧相位提前，燃烧赓续期缩短。进气温度为60～80℃下的CA10相位转移唯有2°CA，解说JCCI着火正时对进气温度不敏锐，负责鲁棒性更强．进气温度为80℃和90℃下，CA 10-90 燃烧赓续期大幅缩短，CA 50相位更亲近上止点，形成RI 快速升高，此时策动机运转的燃烧噪声很大，为避免损坏，只可短时辰运转。

03 EGR率对JCCI办事进程的影响策动机燃烧正时为-15°CA、进气温度为70℃的前提下，RI一经到达牢靠运转的极限。应用EGR 率能够负责燃烧反映速度，低落策动机的机器负荷。图8示出燃烧正时为-15°CA、EGR率为0和20%前提下的策动机缸内压力和放热率。可知采用EGR率为20%的燃烧室压力峰值地方和主燃烧室压力峰值地方后移；燃烧室放热、主燃烧室着火正时和放热率峰值都后移。

带预燃室的点燃式策动机考虑中，常采用主燃烧室火焰变成角(FDA)评议预燃室的燃烧职能。为了更简单剖析JCCI 燃烧进程中射流与主燃烧室预同化气的互相影响，界说射流变成角(JDA)刻画射流变成所需时辰，其界说为从燃烧室火花塞放电至燃烧室内第1 个压力峰值点所需时辰。从燃烧室火花塞放电到10%累积放热率所需时辰界说为着火变成角(IDA)，由于JCCI 燃烧形式下主燃烧室内的反映进程与火花燃烧策动机有所区别，不是纯粹的火焰撒播进程。通过着火变成角和射流变成角之间的较量，能够剖析区别策动机形态下燃烧室射流对主燃烧室内预同化气着火相位影响特征的转移。

图9示出EGR率为0和20%前提下JDA、IDA以及CA10相位的较量。EGR率为20%前提下的JDA和IDA都比EGR率为0前提下的大，所以燃烧正时需求提前，燃烧正时迟于-5°CA，策动机将会失火。JDA增大的厉重来因是EGR 率对燃烧室内同化气的稀释效应以及O2扩散系数的减小，导致火焰撒播速率和CH4同化气燃烧速度低落。IDA增大一方面是JDA 增大，另一方面是EGR 率对主燃烧室内柴油预同化气的稀释效应和热效应导致低温反映和放热速度低落。正在燃烧正为-5°CA且EGR率为20%前提下的JDA和IDA基础好像，即射流变成与主燃烧室柴油预同化气着火简直同步；而EGR率为0前提下的JDA一经大于IDA，即射流全部变成之前，主燃烧室柴油预同化气一经起初片面着火。上述境况下，射流对着火正时和燃烧进程起太平影响，由于正在较晚的燃烧正时前提下，柴油预同化气自燃的放热量少，没有射流的引燃影响，将不行全部燃烧。EGR率为0 和EGR率为20%前提下，CA10相位都随燃烧正时的推迟而延后．EGR率为20%前提下，燃烧正时迟于-10°CA后，CA10相位无清楚转移，来因是射流变成正时较晚，对主燃烧室柴油预同化气放热影响削弱。