压燃式内燃机的燃烧路径与排放控制ppt课件.pptx
为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 武汉理工大学 Wuhan University of Technology压燃式内燃机的燃烧路径与排放控制 武汉理工大学 Wuhan University of Technology授课人：刘丙善为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能压缩终点时未燃混合气压缩终点时未燃混合气30003000250025002000200015001500100010005005000 00 00,50,51,01,01,51,52,02,0过量空气系数过量空气系数温度温度K K柴油机主要排气污染物的形成条件 武汉理工大学 Wuhan University of Technology为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能压缩终点时未燃混合气压缩终点时未燃混合气30003000250025002000200015001500100010005005000 00 00,50,51,01,01,51,52,02,0过量空气系数过量空气系数温度温度K K燃烧混合气燃烧混合气柴油机主要排气污染物的形成条件 武汉理工大学 Wuhan University of Technology为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能碳烟形成碳烟形成30003000250025002000200015001500100010005005000 00 00,50,51,01,01,51,52,02,0过量空气系数过量空气系数温度温度K K燃烧混合气燃烧混合气柴油机主要排气污染物的形成条件 武汉理工大学 Wuhan University of Technology为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能ppm NOppm NO50050010010060602020碳烟形成碳烟形成30003000250025002000200015001500100010005005000 00 00,50,51,01,01,51,52,02,0过量空气系数过量空气系数温度温度K K燃烧混合气燃烧混合气柴油机主要排气污染物的形成条件 武汉理工大学 Wuhan University of Technology为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能ppm NOppm NO50050010010060602020碳烟形成碳烟形成30003000250025002000200015001500100010005005000 00 00,50,51,01,01,51,52,02,0过量空气系数过量空气系数温度温度K K燃烧混合气燃烧混合气柴油机主要排气污染物的形成条件 武汉理工大学 Wuhan University of Technology为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 武汉理工大学 Wuhan University of Technology课堂目标认识-T图（当量比-绝热火焰温度）1掌握改变燃烧路径降低排放的途径2了解柴油机低温燃烧技术的研究进展3为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 武汉理工大学 Wuhan University of Technology课堂目标认识-T图（当量比-绝热火焰温度）1掌握改变燃烧路径降低排放的途径2了解柴油机低温燃烧技术的研究进展3为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 武汉理工大学 Wuhan University of Technology-T图：研究柴油燃烧路径的常用工具-T图含三岛、一柱、一线，Soot岛、NOX岛、CO/UHC氧化受限岛位置固定不变。三岛Soot生成区NOX生成区CO/UHC氧化受限油气混合线初始着火区为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能某油滴的传统燃烧路径-滞燃期滞燃阶段：在到达着火温度之前，燃油与进气混合，当量比快速减小。武汉理工大学 Wuhan University of TechnologySoot生成区NOX生成区CO/UHC氧化受限滞燃期为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 武汉理工大学 Wuhan University of Technology某油滴的传统燃烧路径-急燃期急燃期：预混混合气迅速燃烧，部分燃料热能急速释放；燃烧粗暴，进入Soot生成区。滞燃期急燃期Soot生成区NOX生成区CO/UHC氧化受限为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 武汉理工大学 Wuhan University of Technology某油滴的传统燃烧路径-缓燃期缓燃期：扩散火焰中缺氧燃烧产物继续与氧混合释放热量，进入NOX生成区。滞燃期急燃期缓燃期Soot生成区NOX生成区CO/UHC氧化受限为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能某油滴的传统燃烧路径-后燃期后燃阶段：燃烧产物在燃烧室内部持续扩散，部分未燃碳氢和CO被继续氧化。武汉理工大学 Wuhan University of TechnologySoot生成区NOX生成区CO/UHC氧化受限滞燃期急燃期缓燃期后燃期为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 武汉理工大学 Wuhan University of TechnologyNOX与Soot的“Trade-off”关系某重型柴油机A100工况：常规燃烧模式下，推迟主喷正时和提高喷油压力不能解决NOX和Soot之间的矛盾。NOXSoot为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 武汉理工大学 Wuhan University of Technology课堂目标认识-T图（当量比-绝热火焰温度）1掌握改变燃烧路径降低排放的途径2了解柴油机低温燃烧技术的研究进展3为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能改变燃烧路径降低排放的研究设想Soot生成区NOX生成区CO/UHC氧化受限延长滞燃期，抑制Soot生成量降低燃烧温度，抑制NOX生成量为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 武汉理工大学 Wuhan University of Technology改变油气混合线油气混合线的位置主要取决于工质的温度，可变配气相位是有效的实现方法。Soot生成区NOX生成区CO/UHC氧化受限调节油气混合线着火区l可变配气相位l可变压缩比l进气中冷调节为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 武汉理工大学 Wuhan University of Technology改变初始着火区初始着火区的位置取决于燃料活性，添加剂、燃料重整和混合是有效方法。Soot生成区NOX生成区CO/UHC氧化受限改变初始着火区着火区l十六烷值改进剂l燃料重整l混合燃料为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 武汉理工大学 Wuhan University of Technology改变绝热火焰温度改变燃烧温度是降低NOX和Soot排放的关键，EGR和低温燃烧是常用的方法。Soot生成区NOX生成区CO/UHC氧化受限调节绝热火焰温度l推迟喷油l废气再循环l低温燃烧为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 武汉理工大学 Wuhan University of Technology课堂目标认识-T图（当量比-绝热火焰温度）1掌握改变燃烧路径降低排放的途径2了解柴油机低温燃烧技术的研究进展3为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能理想的燃烧路径 武汉理工大学 Wuhan University of TechnologySoot生成区NOX生成区CO/UHC氧化受限高效清洁燃烧区1500KT2200K当量比 2为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能SICIHCCILTC均质压燃，低温燃烧燃烧过程不可控PCCIPPCPCIHCCI与CI相结合，EGR负荷受限提高燃烧全历程的混合速率，并控制缸内的燃烧温度。燃烧相关概念的演绎 武汉理工大学 Wuhan University of Technology浓度、温度分层有助于控制HCCI燃烧过程和放热过程。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能p基于纯柴油的组合燃烧路径p基于双燃料的RCCI燃烧路径拓宽负荷范围的低温燃烧研究路径 武汉理工大学 Wuhan University of Technology为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能From：Prof.Dr.-ing Spicher：SI-Gas exchange and mixture formation,M 276 DE 35 Engine（奔驰S级轿车）From：F.Altenschmidt et al:The Spark Ignition Engine of the Future,Strasbourg 2011 4缸GDI（奥迪轿车）来自汽油机的启发 武汉理工大学 Wuhan University of Technology在柴油机典型的转速范围内，可以依据负荷采用不同的燃烧模式。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能SICIHCCILTC均质压燃，低温燃烧燃烧过程不可控PCCIPPCPCIHCCI与CI相结合，EGR负荷受限典型低温燃烧高密度低温燃烧预混低温燃烧负荷拓展，覆盖全工况中等负荷高负荷低负荷组合燃烧模式 武汉理工大学 Wuhan University of Technology为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能组合模式降低NOX和Soot排放的出发点典型低温燃烧通过高EGR降低燃烧温度和氧浓度来降低 NOX排放；通过高EGR率降低燃烧温度，抑制碳烟生成。高密度-低温燃烧通过适当 EGR 率、进气门晚关和高充量密度降低燃烧温度来降低 NOX排放；通过增强燃氧混合率降低碳烟生成率，提高燃烧后期的碳烟氧化率来降低碳烟。预混低温燃烧通过海量EGR率、多段喷油，降低氧浓度抑制火焰温度，降低NOX排放；通过降低着火时刻的燃氧当量比避开碳烟生成区。武汉理工大学 Wuhan University of Technology为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能基于双燃料的RCCI燃烧模式柴油直喷进入缸内，而易挥发、活性低的燃料预喷进入进气道，形成均质混合气；柴油发挥引燃作用。适宜进气道喷射的燃料：汽油、甲醇、乙醇、天然气等。通过两种燃料的比例、燃料的喷射正时、EGR率的综合控制，获得期望的燃烧速率和温度，解决NOX与Soot及油耗之间的矛盾。武汉理工大学 Wuhan University of Technology燃油供给示意为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能燃烧模式与能量流IMEP=9bar；转速相同：RCCI燃烧损失增大，但排气及冷却带走热量减少，转化为有用功的热量明显提升。1.Staples,etc.An Experimental Investigation into Diesel Engine Size-Scaling Parameters.2.Hardy,etc.A Study of the Effects of High EGR,High Equivalence Ratio,and Mixing Time on Emissions Levels in a Heavy-Duty Diesel Engine for PCCI Combustion.3.Hanson,etc.Operating a Heavy-Duty Direct-Injection Compression-Ignition Engine with Gasoline for Low Emissions.4.Hanson,etc.An Experimental Investigation of Fuel Reactivity Controlled PCCI Combustion in a Heavy-Duty Engine.CL:燃烧损失；HT:冷却水带走热量；EX:排气带走热量。武汉理工大学 Wuhan University of Technology为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能课后思考题1）T-图中，高效清洁燃烧区域的位置在哪儿？2）纯柴油模式下，实现组合燃烧所需的油、气执行机构总成技术？3）双燃料模式下，实现高效清洁燃烧所需的油、气执行机构总成技术？武汉理工大学 Wuhan University of Technology为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能谢谢大家！
