煤直接液化柴油發(fā)動機預(yù)混合燃燒研究.pdf

1、將煤直接液化柴油（DDCL)作為石化柴油代用燃料直接應(yīng)用在電控共軌柴油機上，利用其低十六烷值和高揮發(fā)性特點，借助EGR、噴射策略、高擴散度噴油器和摻混含氧燃料等方法實現(xiàn)預(yù)混合燃燒，同時降低氮氧化物（NOx)和碳煙排放，并兼顧不完全燃燒產(chǎn)物（CO和HC)和燃料消耗率，最終得到不同負(fù)荷預(yù)混合燃燒的最佳控制方法。利用遺傳算法優(yōu)化的BP網(wǎng)絡(luò)預(yù)測DDCL預(yù)混合燃燒與排放，縮短試驗周期，降低試驗成本。
　　首先通過調(diào)整EGR率，實現(xiàn)DDCL預(yù)

2、混合燃燒。分別比較DDCL與石化柴油在傳統(tǒng)擴散燃燒與預(yù)混合燃燒模式下的燃燒與排放。利用SMPS比較DDCL與石化柴油超細(xì)微粒排放的差別。研宄表明：E GR率為零時，DDCL的NOx高于石化柴油，碳煙略低于石化柴油；EGR率增加到40％，DDCL的著火時刻明顯晚于石化柴油，小負(fù)荷燃燒重心早于石化柴油，中等負(fù)荷燃燒重心與石化柴油接近，DDCL的NOx低于石化柴油；碳煙隨進(jìn)氣氧濃度降低均遞增，但DDCL的碳煙始終低于石化柴油；EGR率為零時與

3、石化柴油相比，DDCL超細(xì)微粒核模態(tài)數(shù)量峰值粒徑更小，峰值更高，DDCL超細(xì)微粒數(shù)量總量更大，質(zhì)量總量更??；EGR率增加，DDCL超細(xì)微粒數(shù)量濃度峰值降低，集聚模態(tài)數(shù)量增多。
　　比較噴射策略對DDCL預(yù)混合燃燒的影響。研宄表明：主噴時刻推遲后DDCL滯燃期先縮短后延長，最大壓升率降低，NOx顯著下降，碳煙和CO先上升后下降；存在特定的預(yù)噴時刻（14.5°CABTDC左右），提前或推遲預(yù)噴NOx都會下降；預(yù)噴增加了碳煙排放；后噴可

4、同時降低DDCL的NOx和碳煙;噴射壓力升高，循環(huán)變動、最大壓升率和NOx上升，碳煙和CO下降；2.5° CABTDC主噴時刻、20%EGR率和恰當(dāng)?shù)暮髧姴呗裕ú煌?fù)荷，后噴量和后噴時刻不同）可同時降低NOx和碳煙，并控制CO在相對較低水平。
　　設(shè)計了三種具有更高噴射速率和更好霧化效果的高擴散度噴油器，在相同控制方法下進(jìn)一步增加DDCL預(yù)混合燃燒比例。研宄表明：采用高擴散度噴油器后，DDCL滯燃期延長，預(yù)混合燃燒比例增加，噴油器

5、孔徑越小，DDCL的燃燒效率越高；與原機噴油器相比，采用1215高擴散度噴油器實現(xiàn)DDCL預(yù)混合燃燒時，碳煙、CO和HC顯著降低，燃燒效率提高，Nox不受影響。
　　基于燃料設(shè)計思想將生物柴油與DDCL摻混，一方面利用生物柴油較高的黏度改善DDCL較差的潤滑性，另一方面利用生物柴油含氧特性改善DDCL預(yù)混合燃燒。研宄表明：摻混生物柴油后，最大壓升率降低，著火時刻提前；中等EGR率(20%)下，Nox、碳煙、CO和燃料消耗率改善；高

6、EGR率(40%)下，Nox、CO和燃料消耗率降低，但碳煙排放升高；綜合比較不同控制方法，小負(fù)荷時采用1215高擴散度噴油器，1°CAATDC噴射時刻和30%EGR可實現(xiàn)DDCL預(yù)混合燃燒，Nox、碳煙和燃料消耗率都很低，CO排放稍高；中等負(fù)荷時采用燃料D80，1°CA ATDC噴射時刻和20%EGR也可實現(xiàn)預(yù)混合燃燒，且Nox、碳煙、C O排放和燃料消耗率都低。
　　利用遺傳算法優(yōu)化的BP網(wǎng)絡(luò)預(yù)測了DDCL預(yù)混合燃燒。研宄表明：