中速大功率柴油机应用米勒循环的仿真与试验研究.doc

中速大功率柴油机应用米勒循环的仿真与试验研究 第３２卷（２０１０）第２期 柴油机 ＤｉｅｓｅｌＥｎｇｉｎｅ Ｖ０１．３２（２０１０）Ｎｏ．２ Ｐ“’４?…一’＋’ｋ…。“一一 ｛性能与排放ｉ 李翔，任自中，王新权，朱坚，平涛，王洪锋 （七一一研究所，上海２０１１０８） 摘要：对某型中速大功率柴油机应用米勒循环进行了仿真计算研究，并通过分析确定试验方案并进行试验验证。试验结果表明，应用米勒循环使该型中速大功率柴油机ＮＯ，排放降低１０．５％；配合几何压缩比的增大和气门重叠角的缩小，能有效改善米勒循环下发动机的经济性。该研究为中速大功率柴油机应用米勒循环提供了参考。 关键词：中速大功率柴油机；米勒循环；压缩比；气门重叠角 中图分类号：ＴＫ４２１＋．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—４３５７（２０１０）０２—００２ｌ一０４ ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆＭｉｌｌｅｒＣｙｃｌｅ ｏｎａ Ｍｅｄｉｕｍ?－ｓｐｅｅｄ Ｚｉｚｈｏｎｇ，Ｗａｎｇ Ｈｉｇｈ－ｐｏｗｅｒＤｉｅｓｅｌＥｎｇｉｎｅ Ｔａｏ，Ｗａｎｇ Ｈｏｎｇｆｅｎｇ ＬｉＸｉａｎｇ，Ｒｅｎ Ｘｉｎｑｕａｎ，ＺｈｕＪｉａｎ，Ｐｉｎｇ （ＳｈａｎｇｈａｉＭａｒｉｎｅＤｉｅｓｅｌＥｎｇｉｎｅＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１ ａ １０８） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｉｌｌｅｒｃｙｃｌｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈｏｆ ｍｅｄｉｕｍ—ｓｐｅｅｄｄｉｅｓｅｌ ｖｅｒｉｆｙｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｅｓｔｉｎｇｐｒｏｇｒａｍｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄａｎｄｔｅｓｔｓｓｈｏｗｔｈａｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｉｌｌｅｒ?ｃｙｃｌｅ ｃａｎ ｅｎｇｉｎｅｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄ．Ａｎｄｔｏｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓ ｒｅｄｕｃｅｔｈｅＮＯ，ｅｍｉｓｓｉｏｎｂｙ１０．５％，ｃｏｕｐｌｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｏｍｐｒｅ ｓｓｉｏｎｒａｔｉｏｉｎｃｒｅａｓｉｎｇａｎｄｖａｌｖｅ—ｔｉｍｉｎｇｏｖｅｒｌａｐａｎｇｌｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｃｏｕｌｄｂｅｉｍ－ｐｒｏｖｅｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｐｒｏｖｉｄｅｓｕｍ—ｓｐｅｅｄｄｉｅｓｅｌｅｎｇｉｎｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ—ｐｏｗｅｒｍｅｄｉｕｍ?ｓｐｅｅｄｄｉｅｓｅｌ；ｍｉｌｌｅｒ—ｃｙｃｌｅ；ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｒａｔｉｏ；ｖａｌｖｅ—ｔｉｍｉｎｇｏｖｅｒｌａｐ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｉＵｅｒ—ｃｙｃｌｅ ｏｎ ｈｉｇｈ—ｐｏｗｅｒｍｅｄｉ? ａＩｌｇｌｅ １ 概述 随着全球环境的日益恶化，船用柴油机的排放 措施。其中机内排放措施的目的是通过降低燃烧温度来降低ＮＯ。的生成，主要采用高压共轨、缸内加水和进气加湿、充量调节及米勒循环、缸内均质预混合燃烧和低温燃烧等技术。其中米勒循环技术以其适用性强、技术限制较低，被国外各大柴油机生产商最新研制的各型柴油机广泛采用旧Ｊ。 米勒循环理论基于进气门关闭角（ｉｎｔａｋｅ—ｖａｌｖｅｃｌｏｓｉｎｇ，ＩＶＣ）提到下止点之前的方式，使缸内气体经历了一个膨胀过程后再开始压缩，以此对进气终了时缸内气体的温度进行内部冷却，从而降低缸内最高燃烧温度，达到降低ＮＯ：排放、改善柴油机燃烧排放性能的目的，如图１所示【３Ｊ。由于进气门提前关闭造成进气充量的减少，Ｍｉｌｌｅｒ和Ｌｉｅｂｅｒ． 污染逐渐引起人们的重视，其排放限制法规也逐步加强。由于船用柴油机的强化程度高，其ＣＯ：、ＣＯ和ＨＣ的排放相对较低，而ＮＯ，排放则比较严重。在这样的趋势下，国际海事组织ＩＭＯ针对船用柴油机ＮＯ。排放的法规日益严格。根据ＩＭＯ通过的２０１１年开始实施的ＴｉｅｒＩＩ排放标准的计算公式，转速在１３０—２ ０００ ｒ／ｍｉｎ的柴油机的ＮＯ。排放 限制标准在７．６６一１４．３６ｇ／ｋｗｈ之间…。 与此同时，降低ＮＯ；排放的相关技术近年来取得很大进展，一般分为机内排放措施和机外排放 收稿日期：２００９—１１－２３；修回日期：２００９－１２－２３ 作者简介：李翔（１９８２一），硕５＝０ｔ：究生，主要研究方向为柴油机工作过程及增压技术，