不同大气压力下EGR对含氧燃料燃烧及排放的影响研究

The emission control of diesel engine is focus on NOx ( nitrogen oxides ) and PM ( particulate ). The emission control technology of diesel engine is more complex due to contradiction of NOx and PM formation mechanism. The EGR technology with combination of oxygenated fuel mixing technology not only helps to reduce the degree of engine performance deterioration due to the rise in elevation, but also helps to resolve the contradiction between NOx and particulate emissions after the installation of the EGR system. Therefore mixed the biodiesel and bioethanol in certain proportion with diesel to get a multicomponent fuel ( BED fuel ), and choose high pressure common rail diesel engine with EGR system as the research model. Study the EGR rates on combustion chemical reaction dynamics characteristics, the effect mechanism on emission characteristics of high pressure common rail diesel engine fueled with BED fuel in different mixing ratios in different atmospheric pressure; Study the effect of EGR rates on combustion and performance of high pressure common rail diesel engine fueled with BED fuel in different atmospheric pressure to look for the variety regularity and control strategy of main map in the combustion process of high pressure common rail diesel engine fueled with BED fuel in different EGR rate and different atmospheric pressure; Study the plateau working characteristics of high pressure common rail diesel engine with EGR system fueled with BED fuel and D100(pure diesel)in different atmospheric pressure to provide a theoretical basis of achieving high efficiency and low pollution combustion in diesel engine.

柴油机排放控制的重点是NOx(氮氧化物)和PM（微粒）。由于NOx和PM生成机理的矛盾性，使柴油机排放控制技术更加复杂。将EGR技术与含氧燃料掺烧技术结合，既有助于减小海拔上升导致的内燃机性能恶化的程度，也有利于解决加装EGR系统产生的与NOx颗粒排放矛盾。因此将生物柴油和生物乙醇按一定比例与柴油混合溶合成多组分燃料（BED燃料），选择带EGR系统的高压共轨柴油机作为研究机型，研究不同大气压力下EGR率对不同掺比BED燃料在高压共轨柴油机中燃烧化学反应动力学特性、排放特性的影响机理；研究不同大气压力下EGR率对BED燃料在高压共轨柴油机燃烧及其性能的影响，寻找不同大气压力下、不同EGR率的BED燃料在高压共轨柴油机燃烧的主要脉谱的变化规律和控制策略；研究不同大气压力下带EGR系统高压共轨柴油机燃用BED与D100（纯柴油）燃料的高原工作特性，为在柴油机实现高效低污染燃烧提供理论依据。

将EGR 技术与含氧燃料掺烧技术结合，既有助于减小海拔上升导致的内燃机性能恶化的程度，也有利于解决加装EGR 系统产生的NOx 与颗粒排放矛盾。将生物柴油和生物乙醇按一定比例与柴油混合溶合成多组分燃料（BED 燃料），研究不同大气压力下、不同EGR 率的BED 燃料在高压共轨柴油机燃烧的变化规律以及高原工作特性，为在柴油机实现高效低污染燃烧提供依据。.研究表明：.（1）随着EGR率的增加，纯柴油与BED燃料的动力性逐渐下降，BED多组份燃料的转矩和功率在整个转速范围内基本低于纯柴油，其中，B25E5动力性最高降幅可达20%。随着大气压力的升高，不同燃料的动力性都随着转速的增加而明显提高，其中低转速区相比中高转速区动力性提升幅度大；随着BED多组份燃料掺混比例的增加，大气压力的升高对其动力性的影响范围（转速区域）逐渐变宽。.（2） 随着EGR提高，中低负荷下的不同燃料的NOx排放平均下降25%，燃用B15E5燃料的NOx排放与柴油相当，燃用B25E5燃料的NOx排放基本高于柴油；中高负荷NOx排放平均下降50%以上。随着大气压力的升高，纯柴油的NOx排放略有下降；燃用BED多组份燃料后，在中低负荷下NOx排放随大气压力升高而降低，在全负荷下随大气压力升高升高。.(3) 随着EGR率的增加，碳烟排放在低转速、低负荷增加幅度较小，高转速、高负荷增加幅度较大。随大气压力升高，碳烟排放在中小负荷增加，在大负荷降低。燃用BED多组份燃料后，碳烟都有所下降，燃用B25E5燃料的柴油机烟度基本低于燃用B15E5燃料的柴油机烟度；EGR率为16%时，低负荷下的烟度平均增加20%左右，中高负荷的烟度平均增加40%以上；相比燃用纯柴油，燃用BED燃料后，抑制了碳烟增加幅度。