车用柴油机机内净化.ppt

* * * 世界知名的内燃机学者，威斯康星大学麦迪逊分校（UW-Madison） 教授Rolf Reitz博士介绍了美国发动机基础研究前沿课题 –RCCI燃烧技术。通过向发动机进气道内喷射汽油和缸内直喷柴油，从而对缸内燃烧进行控制，实现高效率低排放的要求。在提问环节，Rolf Reitz博士同与会来宾热烈的探讨了RCCI 的实际应用和可行性，受到了大家热烈的欢迎。 RCCI Radical Charge Compression Ignition * * * * * * * * * * * * * * * * 喷油定时是间接地通过滞燃期来影响发动机性能的。 结论：柴油机对应每一工况都有一个最佳喷油提前角 喷油定时对柴油机HC排放的影响比较复杂。与燃烧室形状、喷油器结构参数及运转工况等有关。喷油提前或过迟，都会引起HC排放增加。 对NOx，喷油提前，使滞燃期延长，导致NOx的增加。推迟喷油，使燃烧室中最高温度降低，从而减少NOX排放量。但喷油延迟必将使功率下降，燃油经济性变坏，并产生后燃现象，同时排温增高，烟度增加。因此，喷油延迟必须适度。 总有一个最佳喷油提前角，就是要在该提前角下柴油机功率大、燃油消耗率低、颗粒浓度也最低。 喷油定时对柴油机的HC排放的影响与燃烧室形状、喷油器结构参数及运转工况等有关。 喷油提前，滞燃期增加，使较多的燃油蒸汽和小油粒被旋转气流带走，形成一个较宽的过稀不着火区，同时燃油与壁面的碰撞增加，这会使HC排放增加。 喷油过迟，则使较多的燃油没有足够的反应时间，HC排放量也要增加。 但是，并非气门越多越好，当前没有一缸六气门以上的发动机。热力学有一个叫“帘区”的概念，指气门的圆周乘以气门的升程，即气门开启的空间。“帘区”越大说明气门开启的空间越大，进气量也就越大。 但并不是气门越多“帘区”值就越大。据计算，当每个气缸的气门数增加到六个时，“帘区”值反而会下降。而且，增加了气门数目就要增加相应的配气机构装置，使结构变得更复杂。 * * 采用多气门的优点（针对发动机） 扩大进排气门的总流通截面积，增大汽油机的进 、排气量，降低泵气损失，使发动机的燃烧更彻底； 可实现关闭部分通道，形成与发动机转速相适应的进气滚流强度，拓宽汽油机的高效工作转速范围 气门增多，则气门变小变轻，从而允许气门以更快的速度开启和关闭，增大了气门开启的时间断面值 气门增多，改善了进气能力，进排气重叠角可以减小，降低了小负荷工况的排放；多气门排气阻力小，进气量大，扫除缸内废气效果好。 采用多气门的优点 （针对柴油机） * * * * * * * * * * * * * * * * 1.预燃室式燃烧室。预燃室式燃烧室由预燃室和主燃烧室两部分组成。预燃室在气缸盖内，占压缩容积的25～40%，有一个或数个通孔与主燃烧室连通。燃料喷入预燃室中，着火后部分燃料燃烧，将未燃的混合物高速喷入主燃烧室，与空气进一步混合燃烧。这种燃烧室适用于中小功率柴油机。　　（1）结构特点　　①整个燃烧室分两部分，预燃室位于气缸盖内为总燃烧室容积的25～40%，活塞上方为主燃室。　　②喷油嘴安装在预燃室中心线附近，为便于冷起动，多装有电热塞。　　③预燃室用耐热钢单独制成，装入气缸盖不和冷却水直接接触。　　④大部分燃料是在主燃烧室中混合燃烧，是属于空间混合方式。　　（2）混合气形成特点　　①利用压缩紊流先预燃。　　②利用强烈的燃烧涡流，促使完全燃烧。　　③对喷油的雾化质量要求不高，可采用不易堵塞的大直径单孔喷嘴，喷油压力较低（8MPa～12MPa），有适应大转速范围和不同着火性能燃料的能力。　　④运转平顺，燃烧噪声小，但经济性较差。热量损失较大，起动性能差，须加装电热塞。 2.涡流室式燃烧室　　涡流室式燃烧室由涡流室和主燃烧室组成。涡流室位于气缸盖上，呈球形或倒钟形，占总压缩容积的50～80%，有切向通道与主燃烧室相通。在压缩行程时，压入涡流室的空气产生强烈的涡流运动，促使喷入其中的燃料与空气混合。着火后混合物流入主燃烧室，形成二次流动，进一步与主燃烧室内的空气混合燃烧。　　涡流室式燃烧室和预燃室式燃烧室都用轴针式喷油器，喷油压力较低，工作可靠；由于涡流室内涡流随转速增高而加强，柴油机高转速时柴油和空气仍能很好地混合。　　涡流室式燃烧室柴油机的转速可达4000r/min以上，工作过程柔和，排气中有害成分较少。但散热损失和气体流动损失大，而且后燃较严重，故燃料消耗率较高；冷车起动困难，往往需要加装预热塞。　　（1）结构特点　　①整个燃烧室也是分为两部分 球型涡流室在气缸盖