柴油机废气再循环和蒸气注入的试验研究



柴油机废气再循环和蒸气注入的试验研究

为了降低NOx的排放，通常采用在发动机气缸之中注入水蒸气的方法和利用废气再循环（EGR）技术。当前水注入的方法应用广泛，目的是通过降低气缸中的局部最高温度和NOx的形成速率，并通过增加液滴微爆来提高水的雾化。利用EGR技术，即通过注入废气来降低气缸中的局部温度，降低NOx的形成速率。虽然上述两种方法都有应用，但之前没有人将两种方法联合使用并进行研究，本文则对蒸气注入柴油机中同时利用EGR技术进行理论和试验研究。建立试验和燃烧模型。基于燃烧模型，在一台能够进行EGR的蒸气注入柴油机上进行相关过程试验，发动机工作在满负荷条件下，每个周期的燃料喷射量中，按照20%的蒸气（S20）和10%的废气（E10）比例进行注入。在发动机性能，以及NOx、CO、CO2和HC排放等方面，与仅注入S20条件相比较。试验结果发现，当混合注入S20和E10时，CO的排放量最高能减少约48.3%；而仅注入S20时，则会增加3.5%的燃料消耗率。很明显，S20＋E10的组合能够使发动机在各个转速下提高燃料消耗效率。而最佳工作点是在2000r/min发动机转速下，燃料消耗效率增加1.2%，同时降低45.3%的CO排放量。进一步提高注入废气比例E30则优势更加明显，能够降低火焰温度，减少77.3%的NOx排放，同时还会提高9.2%的燃料消耗效率。

刊名：Energy（英）

刊期：2014年第6期

作者：Gorkem Kokkülünk et al

编译：陈鹏飞