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1、实验研究氧浓度对柴油发动机燃烧和排放的影响实验研究氧浓度对柴油发动机燃烧和排放的影响YAO MingFa, ZHANG QuanChang, ZHENG ZunQin & ZHANG Pang引擎状态关键实验室，天津大学，天津300072，中国氧浓度的柴油引擎作用对燃烧和放射由实验调查。 入口氧浓度是通过调整二氧化碳控制的。 结果表示，非常煤灰和氮氧化物排放的低水平可以通过调整在氧浓度的低水平的射入压力、时间和升压力达到。 然而， CO和HC放射和燃料消费清楚地增加在氧浓度的低水平。 结果也表明氮氧化物排放强烈取决于氧浓度，而煤灰放射强烈取决于射入压力。 越来越少的氧浓度是控制氮氧化物排放的最

2、有效的方法。 高射入压力是必要减少烟放射。 高射入压力可能也减少CO和HC放射和改进引擎效率。 随着进气压力的增加，氮化物和烟放射减少。 然而，使用适当的进气压力为了得到与高效率的低HC和CO放射是必要的。柴油引擎，氧浓度，低温燃烧，放射1介绍虽然柴油引擎当前是最高效率的，实用能源厂可利用为地面交通，高氮化物缺点和粒状物质(PM)放射继续是关心的问题和研究。为了遇见未来放射章程，同时减少氮化物和PM放射是挑战。相当数量煤灰和从氮氧化物排放引擎依靠温度和混合物1。 在火焰高温，多不的芳烃(PAHs)，被认为煤灰前体，是氧化而不是形成变换成煤灰的种类。 最大煤灰含量可以在中间火焰温度找到，对PAH

3、s形成和他们的变革是理想的对煤烟粒。在低温火焰，氧化作用 PAHs是较不有效的，并且PAHs的生产高于在中间温度。 温度，然而，太低的以至于不能导致凝固 PAHs到沥青里和沥青的随后变革到煤灰里。 Alriksson和Denbratt计算了 -煤灰的T地图和使用Senkin的没有集中与包括一个同源混合物的2代理人柴油的代码n烷和甲苯。 结果建议应该在大约2200 K之下保留地方燃烧温度避免没有低相等比率的集中。 在上流相等比率，进一步减少最大容许的温度避免变得必要煤灰形成。在常规柴油燃烧引擎，一种方式在燃烧时减少温度是使用EGR。 这导致减少的地方火焰温度在燃烧时。 不幸地，对氧气流速的减少和

4、地方火焰温度导致在微粒排放的增量。然而，使用很多冷却的EGR可以减少对足够低同时压制氮化物和煤灰形成的燃烧温度。 这个概念指EGR被稀释的低温燃烧 (国际航空测量中心)。 所以，国际航空测量中心运用稀释高水平 减少整体燃烧温度和加长燃烧延迟。 这增加的燃烧延迟提供燃料蒸发的时刻和减少多相性在反应剂混合物，因而减少氮化物形成从地方温度钉和煤灰形成从当地富有的混合物。同时煤灰和氮化物减少被观察 EGR率增加到非常高水平(大约60%或更加伟大) 3-8。 在这些高的稀释水平，描绘为氧浓度大约11%，火焰温度被限制到煤灰和氮化物形成率是低的水平。 使用低温燃烧的可能性为了减少煤灰和氮氧化物排放由Alr

5、iksson等也研究了5。 在25%引擎装载，使用非常高的EGR水平导致低煤灰和氮氧化物排放。低温反应在所有工作状态的放热分析的率被查出了与充分大的相当数量EGR。然而，在这些操作条件， CO和HC燃料消费和放射被增加了。 在以下研究，他们调查了延伸的可能性引擎的范围在哪煤灰和氮氧化物排放装载能减到最小通过使用国际航空测量中心与一道高水平EGR 6。 非常煤灰的低水平和氮氧化物排放可以达到在引擎装载 50%通过减少压缩比到14和申请 EGR高水平(由大约60%决定)。 它能结束与EGR高水平，非常煤灰和氮氧化物排放的低水平可以是达到。所以， EGR在控制国际航空测量中心燃烧极大扮演一个角色。

6、冷却的EGR的作用 燃烧包括“稀释作用”和“热效应容量”。 EGR气体替换从进气口的部份空气减少O2集中。 在圆筒充电的变浓热容量将是高当EGR气体由于二氧化碳的主要更高的比热容量价值增加。 作为结果，它减少在圆筒温度，它然后延长燃烧延迟。 高水平EGR需要延长燃烧延迟十分地因而扩大可利用时率为混合。所以， EGR在控制国际航空测量中心燃烧扮演一个极大角色。 冷却的EGR的作用 燃烧包括“稀释作用”和“热效应容量”。 EGR气体替换从进气口的部份空气减少O2集中。 在圆筒充电的变浓热容量将很高，当EGR气体由于二氧化碳的主要更高的比热容量价值增加。 作为结果，它减少在圆筒温度，它然后延长燃烧延

7、迟。 高水平EGR需要延长燃烧延迟十分地因而扩大可利用时率为混合。2实验性用具 2.1测试引擎试验在修改过的单一的圆筒， 4阀门，四冲程周期，用一个共同的路轨燃料喷射系统装备的水冷的柴油引擎做了能够导致不同的共同的路轨压力。表1显示引擎规格。表1引擎和注射器规格 缸径 105mm行程连接道路长度压缩比移位进气门的关闭时机喷嘴孔数喷嘴孔直径包括喷雾角 燃油喷射系统共轨压力 125mm 210mm 17.5:1 1081.8 cm3 137 ATDC 7 0.71mm155 共轨1600巴2.2测试装置图1显示了发动机安装示意图。摄入的空气被压缩，然后与二氧化碳混合。一个氧传感器安装在进气管道来衡

8、量氧气浓度。通过调节阀门的开度，摄入量的二氧化碳的质量是可以改变的，所以摄入的氧浓度的变化。通过在油门排气管，排气背压调整模拟涡轮增压器的效果。燃油喷射由电控系统的控制。参数注射量，喷油定时，共轨压力等可以灵活调整。Kistler 6125A压力传感器冲洗适合了使用气缸盖的墙壁，被连接通过Kistler 5011充电放大器到全国仪器适合一台适合个人计算机数据收集委员会。 圆筒压力数据在半曲柄角度增加被记录了，触发由一个光学轴角编码器。 二氧化碳、CO、O2、在的氮化物和THC的集中废气由Horiba MEXA-测量 7100DEGR尾气分析仪，由a测量HC 氢火焰电离(FID)方法、CO和二氧

9、化碳由非分散性红外(NDIR)方法和氮化物 一台化学物理的氮化物分析仪(CLA)。 烟是测量由AVL 415S滤纸烟米。图1实验性设定。 1压缩机; 2三方式阀门; 3 -气流米; 4空气坦克; 5阀门; 6惰性气体坦克; 7-AVL-415烟米; 8尾气分析仪; 9压力变换装置; 10注射器; 11功率计; 12编码器; 13充电放大器; 14氧气传感器。2.3试验条件在实验之前，通过准备做法跑引擎是必要的。 当蓄冷剂温度大约被到达的80和油温度被到达的大约85，测试开始了。在调查时使用的引擎操作条件在表2.被列出。表2引擎操作条件发动机速度1400 r/min燃料每冲程50毫克吸纳空气温度

10、30-35SOI5， 10， 15， 20， 25 CAD ATDC升压力1.0， 1.5， 2.0 bar射入压力1200,1400,1600 bar3结果与讨论3.1氧浓度的影响在这部分,目的是强调氧浓度的影响在不同的燃烧和排放喷射定时。 喷射压力被定为1400酒吧和进气压力为1.0的酒吧。 3.1.1燃烧图2显示氧气的作用在放热率(射入时间的集中在20 ATDC)。 图3显示氧气的作用在燃烧延迟的集中用不同的射入时间。 燃烧定时被定义成10%大量分数燃料烧了。 所以，燃烧延迟被定义如从计时对时间的射入 10%许多分数燃料烧了。 图3显示那的氧浓度的秋天与二氧化碳的上升是等效的在混合物的，

11、导致比热容量增量，燃烧延迟长期成为。如果燃烧延迟是太长的，它导致与氧浓度减退的射不出。 所以，射入时间的前进，低限度氧浓度减少。 例如，当射入时间在5 CAD ATDC时，氧浓度低限度是16%，而氧浓度低限度是13%与射入时间在25 CAD ATDC。图2 O2影响热释放速率图3 O2作用对燃烧延迟。 射入压力：1400酒吧，射入大量： 50 mg/cyc升压力： 1.0酒吧，速度： 1400 r/min。图2也表示，低温反应 (LTRs)在所有工作状态的放热分析的率被查出了与氧浓度在17.5%以下。 氧浓度减退， LTR增量放热。 有一些因素，例如预先混合的混合物，氧浓度和燃烧温度，影响率的

12、放热。 放热比例预先混合燃烧增加与氧浓度减退。它导致增加热的率发行。3.1.2 放射 图4展示氮氧化物排放在不同的氧浓度和不同的射入时间。 以更高的氧浓度，氮氧化物的排放极大地增加与推进射入时间。 以更低的氧浓度，氮氧化物排放也增加与推进射入时间，但是增长的程度很大地是低的比较更高的氧浓度。 以氧浓度在16%以下，氮氧化物排放是接近零射入时间的。 越来越少的氧浓度是控制氮氧化物排放的最有效的方法。 在另一只手上，最低的氮氧化物排放减少与推进射入时间由于射不出极限。 例如，最低的氮氧化物排放是0.109 g/k.W与射入时间的h在25 CAD ATDC，当它是0.254 g/k时W在5 CAD

13、ATDC的h。 所以，为了得到最低的氮氧化物排放，早射入时间是必要。图5表示，煤灰放射首先增加，和然后减少与氧浓度减退，并且那烟放射显示用不同的氧浓度的不同的趋向在另外射入时间。 原因是煤灰放射强烈依靠在燃烧延迟和氧浓度。 与氧浓度，延长的减退燃烧延迟扩大可利用时率为混合，造成减少烟。 在另一只手上，在增长的烟的低含氧量的集中结果放射。 以中间的氧浓度，燃烧延迟不能十分地被延长，减少在增加的氧浓度结果烟放射。 当燃烧延迟是时延长保证燃气很好混合的足够，烟能减少与氧浓度减退。所以，延长燃烧延迟在体会低煤灰扮演一个重大角色和氮氧化物排放。 不幸地，作为图6-8展示那国际航空测量中心由在放射的增量伴

14、随 HC和CO放射和燃料消费。 图5也显示推进射入时间可能减少烟放射在有极端底的氧气的国际航空测量中心集中。图4 O2作用对氮氧化物排放。 射入压力： 1400酒吧，射入大量： 50 mg/cyc进气压力： 1.0酒吧，速度： 1400 r/min。图6显示氧浓度的作用 CO放射。 它表明CO放射增加迅速地与氧浓度减退和高CO放射是其中一个国际航空测量中心的挑战。适当的射入时间可能减少CO 放射。 原因是绝热火焰温度进入CO形成区域第二次在膨胀冲程期间。 因为有， “CO半岛”负责对这种现象存在少量OH根本基础，并且，因而， CO的氧化作用对二氧化碳的只是部份的在低温9。 推进射入时间可能减少

15、CO放射，与最低的CO放射的射入时间在25 CAD 在这个情况的ATDC。图5 O2作用对烟放射。 射入压力： 1400酒吧，射入大量： 50 mg/cyc进气压力：1.0酒吧，速度：1400 r/min。图6 O2作用对CO放射。 射入压力： 1400酒吧，射入大量： 50 mg/cyc升压力： 1.0酒吧，速度：1400 r/min。图7 O2作用对THC放射。 射入压力： 1400酒吧，射入大量： 50 mg/cyc升压力： 1.0酒吧，速度： 1400 r/min。如与氧气减退的图7所显示， 集中， HC放射增加用不同的射入射入时间。 射入时间的作用对HC 放射取决于氧浓度。 在国际航

16、空测量中心区域低含氧量的集中， HC放射减退推进射入时间。3.1.3被表明的具体燃料消费(ISFC)。有些因素，例如未烧过的HC和CO 放射、燃烧定时和放热率，影响被表明的具体燃料消费(ISFC)。 显示在图8上， ISFC增加与越来越少的氧浓度在不同的射入时间。推进在国际航空测量中心的射入时间改进ISFC。 原因部分是交付的对HC和CO放射的增量和部分对恶劣计时的燃烧。所以，推进射入是必要的在国际航空测量中心的时间有低含氧量的集中的改进引擎效率的命令。图8 O2作用对ISFC。 射入压力： 1400酒吧，射入大量： 50 mg/cyc升压力： 1.0酒吧，速度： 1400 r/min。3.2

17、射入压力的作用在常规柴油燃烧引擎，燃烧过程由燃料和空气的混合的率控制。需要的能量混合来自运动被注射的燃料和空气的能量。 射入压力增量可能导致燃油流量率增量 并且可以改进燃料和空气的混合的率。 在低含氧量的集中，废气的一个大比例存在于圆筒而不是新鲜空气。 所以，混合燃料和空气变得更加重要。3.2.1燃烧 图9 (a)显示射入压力的作用对放热率(射入时间 20 CAD ATDC)。 随着射入压力的增加，放热率有一点增加由于燃料和空气的混合的率的改善。 另外，图9 (b)也显示那射入压力几乎没有对燃烧延迟的作用。3.2.2放射 图10显示射入压力的作用对放射。 氮氧化物排放随着射入压力的增加增加。

18、然而，以更低的氧浓度，射入压力有对氮氧化物排放的少许作用。 氮氧化物排放强烈依靠氧气放射。 重大烟随着射入压力的增加放射减退。 当氧气在13%时，烟是接近零射入压力的在1600酒吧。 所以，射入压力增量是最有效的措施减少烟放射。另外， CO放射减退随着射入压力的增加，因为放热率增量导致在圆筒温度增量。 HC放射显示不同趋向。 射入压力的HC放射在1400酒吧是最低，而射入压力的HC放射在1600酒吧低于那些射入压力的在1200酒吧。图9射入压力作用对燃烧。 (a)放热率; (b)燃烧延迟。 在jection时间： 20加州ATDC升压力： 1.0酒吧。图10射入压力作用对放射。 (a)氮氧化物

19、排放; (b)烟放射; (c) CO放射; (d) HC放射。3.2.3 ISFC 如图11.所显示，随着射入压力的增加， ISFC特别是在低含氧量的集中将被减少。 所以，改进燃料喷射压力为了减少国际航空测量中心引擎的燃料消费是必要的。图11射入压力作用对ISFC3.3助力的作用为低含氧量的集中情况，一个大比例废气存在于圆筒而不是新鲜空气。 新鲜空气巨大减退导致燃烧的恶化特别是高装载的。所以，提供足够的新鲜空气由增量 升压力是一项有效的措施改进燃烧在高装载和低含氧量的集中。3.3.1燃烧。 图12显示作用 在放热率的助力和燃烧延迟。 随着进气压力的增加，在圆筒压力峰顶迅速地增加。 射入压力 这

20、些情况是全部在1600酒吧。 图12也表明那个助力有对放热峰顶的少许作用 率。 随着助力的增加，新鲜空气增量 导致燃料或空气相等比率减退。 新鲜空气适当的增量可能改进混合燃料和空气。图12助力作用对燃烧。 (a)放热率; (b)燃烧延迟。3.3.2放射。 图13显示作用 在放射的助力。 它表明那氮化物和煤灰放射随着助力的增加减少。 当氧浓度在15%，极端底的氮化物以下，并且烟放射将达到。 原因是混合物是精瘦与增加充电气压。 因此，相等比率是更低的，并且绝热火焰温度不进入氮化物和煤灰形成区域。 如图13所显示(c)， CO放射是最低的以1.5酒吧进气压力，因为燃烧可以被改进在此进气压力如分析以上

21、。 当入口压力继续改善到2.0酒吧，在增加CO的内部的圆筒温度减退结果放射，它也导致迅速增加HC放射与氧浓度在15%以下 显示在图13 (d)上。图13助力作用对放射。 (a)氮化物; (b)烟; (c) CO; (d) THC.3.3.3 ISFC 如图，当进气压力增加， 14所显示， ISFC将显著被减少从1.0酒吧到1.5酒吧和2.0酒吧。 然而，当氧气在16%以下时， 1.5酒吧ISFC低于那2.0酒吧。 原因是放热率随着进气压力的增加减少。 它导致延长燃烧期间。 所以，使用适当的进气压力为了得到与高效率的低放射是必要的。图14助力作用对ISFC。4结论 实验研究的结果可以概括如下：

22、烟尘和氮氧化物的排放非常低的水平可以通过调节喷射压力，定时的实现，在氧气浓度低的水平提高的压力。然而， CO和HC排放和燃料消费明显增加的水平低氧浓度。越来越少的氧浓度是控制氮氧化物排放的最有效的方法。 更早的射入时间是必要为了得到低放射和高效率。高射入压力是必要减少烟放射。 高射入压力可能也减少CO和HC放射和改进引擎效率。 在低温燃烧，射入几乎没有对氮氧化物排放的作用。随着进气压力的增加，氮化物和烟放射减少。 然而，使用适当的进气压力为了得到是必要的与高效率的低HC和CO放射。5参考文献1 Ciajolo A， DAnna A， Barbella R，等。 温度的作用对在预先混合的乙烯的煤

23、灰开始发火焰。 讨论会燃烧， 1996年， 26 (2) ： 2327-2333 2 Alriksson M， Denbratt i.在耐用柴油引擎的低温燃烧使用EGR高水平。 SAE纸2006年， 2006-01- 0075 3 Akihama K， Takatori Y，无烟的富有的柴油燃烧的Inagaki K，等机制通过减少温度。 SAE纸2001年， 2001-01-06554 Weibck M， Csat J， Glensvig M，等供选择的Brennverfahrenein Ansatz fr小室Zuknftigen Pkw-Dieselmotor。 MTZ 2003年， 64

24、： 718-7275 Alriksson M， Rente T， Denbratt i.低煤灰，在耐用柴油引擎的低氮化物使用EGR高水平。 SAE纸2005年， 2005-01- 38366 Alriksson M， Denbratt i.在耐用柴油引擎的低温燃烧使用EGR高水平。 SAE纸2006年， 2006-01- 00757 Ogawa H， Miyamoto N，清水H，等柴油燃烧特征在低含氧量的混合物的与超离频的EGR。 SAE 纸2006年， 2006-01-1147 8强壮的W L， Reitz R D。 高EGR、高相等比率和混合的时间的作用的研究对放射在a成水平 PCCI燃

25、烧的耐用柴油引擎。 SAE纸2006年， 2006-01-00269 Warnztz J， Maas U，挖动器R W.燃烧。 海得尔堡： 蹦跳的人Verlag 1996当我被上帝造出来时，上帝问我想在人间当一个怎样的人，我不假思索的说，我要做一个伟大的世人皆知的人。于是，我降临在了人间。我出生在一个官僚知识分子之家，父亲在朝中做官，精读诗书，母亲知书答礼，温柔体贴，父母给我去了一个好听的名字：李清照。小时侯，受父母影响的我饱读诗书，聪明伶俐，在朝中享有“神童”的称号。小时候的我天真活泼，才思敏捷，小河畔，花丛边撒满了我的诗我的笑，无可置疑，小时侯的我快乐无虑。“兴尽晚回舟，误入藕花深处。争渡

26、，争渡，惊起一滩鸥鹭。”青春的我如同一只小鸟，自由自在，没有约束，少女纯净的心灵常在朝阳小，流水也被自然洗礼，纤细的手指拈一束花，轻抛入水，随波荡漾，发髻上沾着晶莹的露水，双脚任水流轻抚。身影轻飘而过，留下一阵清风。可是晚年的我却生活在一片黑暗之中，家庭的衰败，社会的改变，消磨着我那柔弱的心。我几乎对生活绝望，每天在痛苦中消磨时光，一切都好象是灰暗的。“寻寻觅觅冷冷清清凄凄惨惨戚戚”这千古叠词句就是我当时心情的写照。最后，香消玉殒，我在痛苦和哀怨中凄凉的死去。在天堂里，我又见到了上帝。上帝问我过的怎么样，我摇摇头又点点头，我的一生有欢乐也有坎坷，有笑声也有泪水，有鼎盛也有衰落。我始终无法客观的

27、评价我的一生。我原以为做一个着名的人，一生应该是被欢乐荣誉所包围，可我发现我错了。于是在下一轮回中，我选择做一个平凡的人。我来到人间，我是一个平凡的人，我既不着名也不出众，但我拥有一切的幸福：我有温馨的家，我有可亲可爱的同学和老师，我每天平凡而快乐的活着，这就够了。天儿蓝蓝风儿轻轻，暖和的春风带着春的气息吹进明亮的教室，我坐在教室的窗前，望着我拥有的一切，我甜甜的笑了。我拿起手中的笔，不禁想起曾经作诗的李清照，我虽然没有横溢的才华，但我还是拿起手中的笔，用最朴实的语言，写下了一时的感受：人生并不总是完美的，每个人都会有不如意的地方。这就需要我们静下心来阅读自己的人生，体会其中无尽的快乐和与众不

28、同。“富不读书富不久，穷不读书终究穷。”为什么从古到今都那么看重有学识之人？那是因为有学识之人可以为社会做出更大的贡献。那时因为读书能给人带来快乐。自从看了丑小鸭这篇童话之后，我变了，变得开朗起来，变得乐意同别人交往，变得自信了因为我知道：即使现在我是只“丑小鸭”，但只要有自信，总有一天我会变成“白天鹅”的，而且会是一只世界上最美丽的“白天鹅”我读完了这篇美丽的童话故事，深深被丑小鸭的自信和乐观所折服，并把故事讲给了外婆听，外婆也对童话带给我们的深刻道理而惊讶不已。还吵着闹着多看几本名着。于是我给外婆又买了几本名着故事，她起先自己读，读到不认识的字我就告诉她，如果这一面生字较多，我就读给她听整

29、个一面。渐渐的，自己的语文阅读能力也提高了不少，与此同时我也发现一个人读书的乐趣远不及两个人读的乐趣大，而两个人读书的乐趣远不及全家一起读的乐趣大。于是，我便发展“业务”带动全家一起读书现在，每每遇到好书大家也不分男女老少都一拥而上，争先恐后“抢书”，当我说起我最小应该让我的时候，却没有人搭理我。最后还把书给撕坏了，我生气地哭了，妈妈一边安慰我一边对外婆说：“孩子小，应该让着点。”外婆却不服气的说：“我这一把年纪的了，怎么没人让我呀？”大家人你一言我一语，谁也不肯相让读书让我明白了善恶美丑、悲欢离合，读一本好书，犹如同智者谈心、谈理想，教你辨别善恶，教你弘扬正义。读一本好书，如品一杯香茶，余香

30、缭绕。读一本好书，能使人心灵得到净化。书是我的老师，把知识传递给了我；书是我的伙伴，跟我诉说心里话；书是一把钥匙，给我敞开了知识的大门；书更是一艘不会沉的船，引领我航行在人生的长河中。其实读书的真真乐趣也就在于此处，不是一个人闷头苦读书；也不是读到好处不与他人分享，独自品位；更不是一个人如痴如醉地沉浸在书的海洋中不能自拔。而是懂得与朋友，家人一起分享其中的乐趣。这才是读书真正之乐趣呢！这所有的一切，不正是我从书中受到的教益吗？我阅读，故我美丽；我思考，故我存在。我从内心深处真切地感到：我从读书中受到了教益。当看见有些同学宁可买玩具亦不肯买书时，我便想到培根所说的话：“世界上最庸俗的人是不读书的人，最吝啬的人是不买书的人，最可怜的人是与书无缘的人。”许许多多的作家、伟人都十分喜欢看书，例如毛泽东主席，他半边床上都是书，一读起书来便进入忘我的境界。书是我生活中的好朋友，是我人生道路上的航标，读书，读好书，是我无怨无悔的追求。