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上海交通大学研究小组提出了一种新的双燃料燃烧方法

来源:网络 2020-09-21 20:48:22

(图片来源:青年会)

据国外媒体报道,上海交通大学的研究小组提出了一种新的燃烧模式--智能充电压缩点火(智能充放电点火,ICCI),它可以同时实现高效率和低排放。

这项研究的目的是形成灵活和可控的气缸内电荷分层,由两种补充燃料汽油和柴油驱动。为了实现这种双燃料燃烧模式,该小组在一台改进的单缸发动机上独立使用两个共轨直接喷射系统,每个系统由一个独立的开放式电子控制单元控制。

研究人员Li等人说:一般说来,通过在早期阶段注入大部分汽油燃料,其余的燃料在压缩行程中交替注入,形成可控的反应分层,其馀燃料带有预混背景电荷(背景电荷)。在喷射过程中,柴油和汽油混合在多层,活塞同时上升。最后,在燃料点火前形成理想的分层,并将汽缸内的浓度和反应能力调整到最佳状态。根据发动机工况的变化,可以改变喷射正时、分流比和部分流量,并可实时调整缸内分层。通过控制点火时刻和燃烧速率,提高了燃烧效率,降低了NOx(氮氧化物)的排放。

试验结果表明,在汽油比为85%时,高指示剂热效率接近50%,NOX排放量远低于0.12g/kh。在最佳汽油比的基础上,ICCI模型多喷射策略可以进一步提高热效率和排放,研究小组说。并将ICCI模型与其他燃烧模式进行了比较,包括反应控制压缩点火(RCCI)、G85双直喷(DDI)、G85和G70单次直接喷射(Di)策略。在相似工况下,ICCI燃烧方式的性能优于其它燃烧方式。与RCCI或DDI燃烧模式相比,该模型的热效率提高了2%左右,与DI模型相比,NOx排放接近于零。

更具体而言:

与ICCI模型相比,G70和G85单燃料双燃料策略的循环变化率高4%,燃烧噪声大于2MW/m2,NOX排放约为3~15g·kwhh,而g85ddi模型的亚硫酸盐或亚硫酸盐排放小于45%,CO和THC(总烃)排放量高于10g/kh。与其他单燃料燃烧模式相比,ICCI模型在PM排放方面也表现得更好。

ICCI和RCCI模型的NOx排放量均低于0.6g/kW的NOx排放,ICCI突破了双燃料燃烧过程中喷油嘴喷油量的限制,其排放高于RCCI模型,CO排放量较低,但在本实验中,RCCI的PM排放优于ICCI。

结果表明,在ICCI模式下调整燃油比的过程中,随着汽油比的增加,燃烧阶段推迟,NOx排放减少,CO和HC排放增加,在平均指示压力为8bar的条件下,当汽油比达到85%,NOx排放量低,只有0.1g/kh时,试验的最佳目标为49%。

研究小组的结论是,在进一步优化的基础上,icci燃烧模型具有很大的潜力。

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