柴油机的燃烧分析ppt课件

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1、第五章第五章一一 着火景象着火景象(ignition) 燃料喷入熄灭室后，分散成许多细小油摘，燃料喷入熄灭室后，分散成许多细小油摘，这些细小油滴经过加热、蒸发这些细小油滴经过加热、蒸发vaporization、分散分散diffusion与空气的混合等物理预备及分解、与空气的混合等物理预备及分解、氧化等化学预备阶段后，一处或几处同时着火，即氧化等化学预备阶段后，一处或几处同时着火，即自行着火熄灭。自行着火熄灭。第五章第五章 柴油机的熄柴油机的熄灭分析分析 5-1 柴油机的着火与熄柴油机的着火与熄灭过程程第五章第五章第五章第五章着火需求具备两个条件：着火需求具备两个条件：1)浓度条件：在构成的可燃

2、混浓度条件：在构成的可燃混合气中，燃料蒸气与空气的比合气中，燃料蒸气与空气的比例要在一定的范围内，这个范例要在一定的范围内，这个范围称作着火范围围称作着火范围(或着火界限或着火界限)。着火界限不是一成不变的，随着火界限不是一成不变的，随着温度的升高，分子运动速度着温度的升高，分子运动速度添加，反响速度加快，将使着添加，反响速度加快，将使着火界限扩展。火界限扩展。2)温度条件：可燃混合气必需加热到某一临界温度，低于温度条件：可燃混合气必需加热到某一临界温度，低于这一温度，燃料就不能着火，我们把燃料不用外部点燃这一温度，燃料就不能着火，我们把燃料不用外部点燃而能本人着火的最低温度称为着火温度或自燃

3、温度。它而能本人着火的最低温度称为着火温度或自燃温度。它与介质压力、加热条件及测试方法等要素有关。与介质压力、加热条件及测试方法等要素有关。第五章第五章第五章第五章第五章第五章二二 熄灭阶段的划分熄灭阶段的划分柴油机的熄灭过程，柴油机的熄灭过程，可以从不同的角度用可以从不同的角度用各种方法进展研讨，各种方法进展研讨，如高速摄影、光谱分如高速摄影、光谱分析、采样分析等，但析、采样分析等，但最简便、运用最多的最简便、运用最多的方法是从展开的示功方法是从展开的示功固上分析熄灭过程。固上分析熄灭过程。第五章第五章熄灭过程的四个阶段：熄灭过程的四个阶段：第第1阶段：段：着火延着火延迟阶段段(AB段段)(

4、ignition delay)。从。从喷油开油开场(A点点)到到压力开力开场急急剧升高升高时(B点点)为止，止，这一段一段时间又称又称为滞滞燃期。燃期。第第2阶段：段：压力急力急剧上升的上升的BC段，称段，称为急燃期急燃期(rapid pressure rise)。滞燃期内滞燃期内喷入气缸的燃料几乎一同熄入气缸的燃料几乎一同熄灭，而且是在活塞，而且是在活塞接近上止点、气缸容接近上止点、气缸容积较小的情况下熄小的情况下熄灭，因此气缸中，因此气缸中压力升高特力升高特别快。平均快。平均压力升高比不宜超越力升高比不宜超越0.4MPa/(CA)第五章第五章第第3阶段：阶段：从压力急剧升高的终点从压力急剧

5、升高的终点(C点点)到压力开场急剧下降的到压力开场急剧下降的D点为止，称为缓燃期点为止，称为缓燃期(controlled pressure rise)。加强。加强缓燃期内空气运动，加速混合气构成，对保证在上止缓燃期内空气运动，加速混合气构成，对保证在上止点附近迅速而完全熄灭有重要作用。点附近迅速而完全熄灭有重要作用。第第4阶段：阶段：从缓燃期的终点从缓燃期的终点(D点点)到燃料根本上完全熄灭时到燃料根本上完全熄灭时(E点点)为止，称为后燃期为止，称为后燃期(burning on the expansion stroke)。后燃期所放出的热量不能有效利用，并添加了散往冷后燃期所放出的热量不能有效

6、利用，并添加了散往冷却水的热损失，使柴油机经济性下降；添加活塞组的却水的热损失，使柴油机经济性下降；添加活塞组的热负荷以及使排气温度增高，所以应尽量减少过后熄热负荷以及使排气温度增高，所以应尽量减少过后熄灭。灭。第五章第五章内燃机任务过程系统布置图 第五章第五章三三 滞燃期滞燃期滞燃期越长，那么在滞燃期越长，那么在滞燃期内喷入熄灭室的燃滞燃期内喷入熄灭室的燃料就越多，在着火前构成料就越多，在着火前构成的可燃混合气就越多。这的可燃混合气就越多。这些燃料在第些燃料在第2阶段中几乎一阶段中几乎一同熄灭，使压力升高比和同熄灭，使压力升高比和最高熄灭压力较高，运动最高熄灭压力较高，运动零件遭到剧烈的冲击

7、负荷，零件遭到剧烈的冲击负荷，发动机运转粗暴，影响发发动机运转粗暴，影响发动机的运用寿命。动机的运用寿命。第五章第五章影响滞燃期要素：影响滞燃期要素： 紧缩温度和压力是紧缩温度和压力是影响滞燃期的主要要影响滞燃期的主要要素。喷油提早角、转素。喷油提早角、转速以及燃料性质等对速以及燃料性质等对滞燃期也有较大影响。滞燃期也有较大影响。1随着紧缩温度和随着紧缩温度和压力提高，滞燃期减压力提高，滞燃期减小。小。第五章第五章影响滞燃期的要素：影响滞燃期的要素：2喷油定油定时对滞燃滞燃期的影响期的影响经过紧缩温温度和度和压力而起作用。力而起作用。存在一个使滞燃期最存在一个使滞燃期最短的短的喷油提早角。油提

8、早角。为了保了保证有有较好的功率好的功率和和经济目的，希望在目的，希望在上止点前上止点前5-10(CA)开开场着火着火熄熄灭，保，保证熄熄灭在上在上止点附近完成。止点附近完成。第五章第五章影响滞燃期的要素：影响滞燃期的要素：3随着增压压力提随着增压压力提高，滞燃期显著缩短。高，滞燃期显著缩短。 增压空气温度升增压空气温度升高，高，滞燃期缩短。滞燃期缩短。第五章第五章影响滞燃期要素：影响滞燃期要素：4转速速对滞燃期滞燃期的影响随着的影响随着转速速添加，以秒添加，以秒计的滞的滞燃期燃期缩短，以曲短，以曲轴计滞燃期滞燃期i那么能那么能够添加或减小。添加或减小。第五章第五章四、熄灭放热规律四、熄灭放热

9、规律(Heat release rate)熄熄灭规律律(放放热规律律)加加热规律律传热规律律第五章第五章由由实测的示功的示功图进展数展数值计算可得到熄算可得到熄灭放放热规律：律：1瞬瞬时放放热速率速率在熄在熄灭过程的某一程的某一时辰，辰，单位位时间内熄内熄灭的燃油放出的的燃油放出的热量量2累累积放放热百分比百分比从熄从熄灭过程开程开场至某一至某一时辰止，辰止，已燃燃油与循已燃燃油与循环供油量的比供油量的比值。第五章第五章图图 直喷式柴油机的放热规律直喷式柴油机的放热规律 图图 自然吸气式车用柴油机的放热规律以及累计放热率的变化曲线自然吸气式车用柴油机的放热规律以及累计放热率的变化曲线a变负荷时

10、的放热规律变负荷时的放热规律b变转速时的放热规律变转速时的放热规律c变负荷时的累计放热率变负荷时的累计放热率d变转速时的累计放热率变转速时的累计放热率 第五章第五章图图 增压轿车柴油机的放热规律增压轿车柴油机的放热规律 图图 增压中速柴油机的放热规律与累计放热率的变化曲线增压中速柴油机的放热规律与累计放热率的变化曲线 第五章第五章放射率熄灭率放射曲轴角度着火图图 根据喷油规律估算放热规律的林氏三角形堆砌法根据喷油规律估算放热规律的林氏三角形堆砌法 曲轴角度曲轴角度曲轴角度放 热 率/(J/CA)图图 按喷油规律预测的放热规律与实践放热规律的比较按喷油规律预测的放热规律与实践放热规律的比较 第五

11、章第五章当发动机构造参数确当发动机构造参数确定后，气缸压力变化特定后，气缸压力变化特性主要由熄灭规律性主要由熄灭规律(或或加热规律加热规律)所决议所决议(公式公式5-21)，从而熄灭放热，从而熄灭放热规律剧烈影响平均有效规律剧烈影响平均有效压力、燃油耗费、最高压力、燃油耗费、最高熄灭压力、熄灭噪声等熄灭压力、熄灭噪声等性能目的。性能目的。第五章第五章 开开场放放热的的时辰、放辰、放热规律和放律和放热继续时间是熄是熄灭过程的三个主要要素，它程的三个主要要素，它们对性能的影响主要表性能的影响主要表如今循如今循环热效率和最高熄效率和最高熄灭压力两个方面。比力两个方面。比较适适宜的放宜的放热规律是希望

12、熄律是希望熄灭先先缓后急，即开后急，即开场放放热要要适中，适中，压力升高比不超越力升高比不超越0.40.6MPa(CA)，以以满足运足运转柔和的要求；随后熄柔和的要求；随后熄灭要加快，使燃料要加快，使燃料尽量接近上止点附近熄尽量接近上止点附近熄灭，普通熄，普通熄灭继续时间不不应超越上止点后超越上止点后 40 (CA) ，以，以满足足经济运运转的要求。的要求。第五章第五章五、熄灭噪声五、熄灭噪声(combustion noise) 熄灭噪声与压力升高比有亲密的关系，假设压力熄灭噪声与压力升高比有亲密的关系，假设压力升高比过大，那么产生剧烈的震音，我们称这种景象升高比过大，那么产生剧烈的震音，我们

13、称这种景象为柴油机的任务粗暴为柴油机的任务粗暴(或敲缸或敲缸knock)。降低熄灭噪声。降低熄灭噪声的主要途径有：的主要途径有：1缩短滞燃期如：十六烷值高的燃料缩短滞燃期如：十六烷值高的燃料2减小滞燃期内的喷油量；二级放射减小滞燃期内的喷油量；二级放射pilot injection。3减少滞燃期内构成的可燃混合气数量油膜蒸发混减少滞燃期内构成的可燃混合气数量油膜蒸发混合合第五章第五章五、熄灭噪声五、熄灭噪声(combustion noise)怠速敲缸怠速敲缸 柴油机冷起动或怠速时，温度较低，滞柴油机冷起动或怠速时，温度较低，滞燃期较长，光滑油粘度较高，摩擦损失较大，燃期较长，光滑油粘度较高，摩

14、擦损失较大，虽然无负荷，每循环的喷油量仍相当大，因虽然无负荷，每循环的喷油量仍相当大，因此压力升高比也较大，产生较强的震音，这此压力升高比也较大，产生较强的震音，这种噪声称怠速敲缸；随着转速升高及带负荷种噪声称怠速敲缸；随着转速升高及带负荷运转，怠速噪声即自行消逝。运转，怠速噪声即自行消逝。第五章第五章第五章第五章第五章第五章第五章第五章第五章第五章第五章第五章n熄灭室分类：直接放射式熄灭室、分隔式熄灭室熄灭室分类：直接放射式熄灭室、分隔式熄灭室n直接放射式柴油机：浅盆形、深坑形；无涡流直直接放射式柴油机：浅盆形、深坑形；无涡流直喷式和有涡流直喷式两种。喷式和有涡流直喷式两种。n气缸直径越大，

15、熄灭室就越浅。浅盆形熄灭室不气缸直径越大，熄灭室就越浅。浅盆形熄灭室不组织进气涡流或弱进气涡流，而深坑形熄灭室普组织进气涡流或弱进气涡流，而深坑形熄灭室普通都组织较强的进气涡流。通都组织较强的进气涡流。n分隔式熄灭室：涡流室、预燃室分隔式熄灭室：涡流室、预燃室第五章第五章 柴油机的熄柴油机的熄灭分析分析 5-2 压燃式内燃机的熄燃式内燃机的熄灭室室第五章第五章第五章第五章 柴油机的熄柴油机的熄灭分析分析 5-2 压燃式内燃机的熄燃式内燃机的熄灭室室图直喷式熄灭室例如图直喷式熄灭室例如a浅盆形浅盆形b圆柱形圆柱形c形形c带缩口的带缩口的形形 第五章第五章一、浅盆形熄灭室一、浅盆形熄灭室shall

16、ow bowl combustion chambers第五章第五章浅盆形熄灭室浅盆形熄灭室1)混合气构成主要靠燃油的喷雾，对喷雾质量混合气构成主要靠燃油的喷雾，对喷雾质量要求高，采用多孔喷嘴，要求高，采用多孔喷嘴，612个喷孔，直径很小个喷孔，直径很小0.12mm，最高喷油压力高，最高喷油压力高140MPa，对，对燃油系统要求较高。燃油系统要求较高。2) 油束与熄灭室外形相配合，燃料要尽能够地油束与熄灭室外形相配合，燃料要尽能够地分布到整个熄灭室空间。分布到整个熄灭室空间。3)熄灭室中普通不组织空气涡流运动，依托油熄灭室中普通不组织空气涡流运动，依托油束的扩展使燃油与空气混合。束的扩展使燃油与

17、空气混合。第五章第五章浅盆形熄灭室浅盆形熄灭室4)熄灭室外形简单，构造紧凑。经济性好，容易起动。熄灭室外形简单，构造紧凑。经济性好，容易起动。5)因均匀的空间混合，在滞燃期内构成的可燃混合气较多，因因均匀的空间混合，在滞燃期内构成的可燃混合气较多，因此最高熄灭压力及压力升高比较高，任务粗暴。此最高熄灭压力及压力升高比较高，任务粗暴。6)对转速和燃料较敏感。喷雾质量随转速而变对转速和燃料较敏感。喷雾质量随转速而变7)过量空气系数较大。过量空气系数较大。浅盆形熄灭室普通不组织气流运动，任务过程组织的关键是浅盆形熄灭室普通不组织气流运动，任务过程组织的关键是燃油放射和熄灭室外形之间的合理配合。燃油放

18、射和熄灭室外形之间的合理配合。第五章第五章二、深坑形熄灭室二、深坑形熄灭室(deep bowl combustion chambers) (一一)混合气构成特点混合气构成特点小型高速柴油机转速高，为了获得较好的性能目的，小型高速柴油机转速高，为了获得较好的性能目的，就要求在较小的过量空气系数时有较好的熄灭过程。就要求在较小的过量空气系数时有较好的熄灭过程。于是出现了有涡流的深坑形熄灭室。熄灭室根本上分于是出现了有涡流的深坑形熄灭室。熄灭室根本上分成两个空间：活塞中的熄灭室容积成两个空间：活塞中的熄灭室容积VK及活塞顶上的余及活塞顶上的余隙容积隙容积V，采用，采用46孔喷油器，喷孔直径较大孔喷油

19、器，喷孔直径较大(0.35mm左右左右)。混合气构成一方面利用喷雾，一方面。混合气构成一方面利用喷雾，一方面组织进气涡流及构成挤流促进混合气构成和熄灭。深组织进气涡流及构成挤流促进混合气构成和熄灭。深坑形熄灭室利用进气涡流加强混合气的构成，使空气坑形熄灭室利用进气涡流加强混合气的构成，使空气利用率大大提高，普通利用率大大提高，普通a1.31.5，并坚持燃油耗费，并坚持燃油耗费率低和起动容易的优点，所以在小型高速柴油机上获率低和起动容易的优点，所以在小型高速柴油机上获得广泛运用。得广泛运用。第五章第五章第五章第五章第五章第五章二熄灭室设计要点二熄灭室设计要点 1广泛采用广泛采用形熄形熄灭室。室。

20、 2熄熄灭室尺寸：室尺寸：VK/Vc要尽能要尽能够大，普通大，普通VK/Vc =0.750.85。主要措。主要措施是减小活塞施是减小活塞顶隙隙S0。 dK/D要适宜，要与油束射要适宜，要与油束射程配合。程配合。第五章第五章三、球形油膜熄灭方式三、球形油膜熄灭方式 球形油膜熄灭球形油膜熄灭室是深坑型熄灭室是深坑型熄灭室的一种，其混室的一种，其混合气构成主要是合气构成主要是油膜蒸发混合。油膜蒸发混合。第五章第五章将燃油将燃油顺气流方向沿熄气流方向沿熄灭室壁面放射，在室壁面放射，在剧烈的烈的进气气涡流作用下，将燃油流作用下，将燃油摊布在熄布在熄灭室壁上，构成一室壁上，构成一层很薄的很薄的油膜。熄油膜

21、。熄灭室壁温室壁温200350，使壁面上的燃料在，使壁面上的燃料在较低的低的温度下蒸温度下蒸发，以控制燃料的裂解。从油束中分散出来的一，以控制燃料的裂解。从油束中分散出来的一小部分燃料在小部分燃料在炽热的空气中首先构成火核，然后靠此火核的空气中首先构成火核，然后靠此火核点燃从壁面蒸点燃从壁面蒸发构成的可燃混合气。随着熄构成的可燃混合气。随着熄灭进展，大量展，大量热量量辐射在油膜上，使油膜加速蒸射在油膜上，使油膜加速蒸发，不断提供新，不断提供新颖混合混合气，保气，保证迅速地熄迅速地熄灭。球形油膜熄。球形油膜熄灭室室发动机任机任务柔和，柔和，熄熄灭噪声小，排烟少，性能目的好。噪声小，排烟少，性能目

22、的好。第五章第五章 在小型高速柴油机中，纯粹的空间雾化混在小型高速柴油机中，纯粹的空间雾化混合是没有的，燃油都或多或少地喷到熄灭室壁合是没有的，燃油都或多或少地喷到熄灭室壁面上，实践的混合过程是介于空间雾化混合和面上，实践的混合过程是介于空间雾化混合和油膜蒸发混合之间。油膜蒸发混合之间。第五章第五章四、涡流室熄灭室四、涡流室熄灭室(swirl combustion chamber)第五章第五章混合气构成混合气构成主熄灭室和涡流室之间用一个或数个主熄灭室和涡流室之间用一个或数个通道相连，通道方向与活塞顶成一定角度，通道相连，通道方向与活塞顶成一定角度，喷油嘴安装在涡流室内，燃油顺涡流方向喷油嘴安

23、装在涡流室内，燃油顺涡流方向放射。在紧缩过程中，气缸中的空气被活放射。在紧缩过程中，气缸中的空气被活塞推挤，经过通道流入涡流室，构成剧烈塞推挤，经过通道流入涡流室，构成剧烈的有组织的旋转运动，促使喷入涡流室中的有组织的旋转运动，促使喷入涡流室中的燃油混合。当涡流室中着火熄灭后，气的燃油混合。当涡流室中着火熄灭后，气体压力、温度迅速升高；在膨胀行程期间，体压力、温度迅速升高；在膨胀行程期间，涡流室中末熄灭的燃料、空气及燃气一同涡流室中末熄灭的燃料、空气及燃气一同经过通道流入主熄灭室中经过通道流入主熄灭室中(构成二次涡流构成二次涡流)，与熄灭室的空气进一步混合熄灭。，与熄灭室的空气进一步混合熄灭。

24、第五章第五章涡流室柴油机特点涡流室柴油机特点1)混合气构成和熄灭主要是利用有组织的混合气构成和熄灭主要是利用有组织的剧烈的紧缩涡流，因此对喷雾质量要求不高，剧烈的紧缩涡流，因此对喷雾质量要求不高，普通采用轴针式喷油嘴，喷油压力较低，这普通采用轴针式喷油嘴，喷油压力较低，这可降低对燃油系统的要求，减少喷孔堵塞等可降低对燃油系统的要求，减少喷孔堵塞等缺点。缺点。2)由于紧缩涡流随转速升高而加强，所以由于紧缩涡流随转速升高而加强，所以在转速较高时仍保证较好的混合质量。在转速较高时仍保证较好的混合质量。3)由于有剧烈的紧缩涡流保证较好的混合由于有剧烈的紧缩涡流保证较好的混合质量，使空气能较充分利用，过

25、量空气系数质量，使空气能较充分利用，过量空气系数较小。由于熄灭初期在涡流室内进展，任务较小。由于熄灭初期在涡流室内进展，任务较为平稳。较为平稳。4)涡流室的相对散热面积较大，散热损失涡流室的相对散热面积较大，散热损失较大，在涡流室发动机中，气体经过通道流较大，在涡流室发动机中，气体经过通道流动，节流损失也较大，因此，冷起动困难，动，节流损失也较大，因此，冷起动困难，燃油耗费率较高。燃油耗费率较高。5)由于主熄灭室最高温度相对较低，因此由于主熄灭室最高温度相对较低，因此可减少可减少NOx排放，此外，排放，此外，HC和微粒排放均比和微粒排放均比直喷式柴油机低。直喷式柴油机低。第五章第五章五、预燃室

26、式熄灭室五、预燃室式熄灭室prechamber systems 由位于气缸盖内的预燃室由位于气缸盖内的预燃室和活塞上方的主熄灭室所组和活塞上方的主熄灭室所组成，两者之间由一个或数个成，两者之间由一个或数个孔道相连，喷油嘴安装在预孔道相连，喷油嘴安装在预燃室中心线附近。不产生有燃室中心线附近。不产生有组织的剧烈涡流，但空气流组织的剧烈涡流，但空气流过通道产生剧烈湍流，空气过通道产生剧烈湍流，空气湍流使一部分燃料雾化混合。湍流使一部分燃料雾化混合。由于起动性及经济性较差，由于起动性及经济性较差，根本已不被采用。根本已不被采用。第五章第五章六、空气运动、燃油放射及熄灭室的匹配六、空气运动、燃油放射及

27、熄灭室的匹配压燃式发动机良好的性能和排放目的取决于熄灭过程的压燃式发动机良好的性能和排放目的取决于熄灭过程的完善程度，空气运动、燃油放射和熄灭室构造是最重要完善程度，空气运动、燃油放射和熄灭室构造是最重要的影响要素。的影响要素。在大型柴油机中，不组织空气涡流运动，依托高压放射、在大型柴油机中，不组织空气涡流运动，依托高压放射、多孔喷嘴等燃油系统参数就能到达较好的性能。多孔喷嘴等燃油系统参数就能到达较好的性能。在中、小型高速柴油机中，组织进气涡流，促进混合气在中、小型高速柴油机中，组织进气涡流，促进混合气的构成和熄灭过程。对于一定缸径和转速的发动机，根的构成和熄灭过程。对于一定缸径和转速的发动机

28、，根据燃油系统参数和熄灭室构造参数确定一个最正确涡流据燃油系统参数和熄灭室构造参数确定一个最正确涡流比。比。最正确涡流比随发动机的转速而变化，在低速时应为高最正确涡流比随发动机的转速而变化，在低速时应为高涡流比，在高速时应为低涡流比。可变涡流进气系统。涡流比，在高速时应为低涡流比。可变涡流进气系统。由于直喷式柴油机具有经济性好的明显特点，柴油机向由于直喷式柴油机具有经济性好的明显特点，柴油机向直喷化方向开展。直喷化方向开展。第五章第五章六、空气运动、燃油放射及熄灭室的匹配六、空气运动、燃油放射及熄灭室的匹配图图 二气门柴油机的熄灭室、油嘴头部中心与气缸中心的位置关系二气门柴油机的熄灭室、油嘴头

29、部中心与气缸中心的位置关系O点气缸中心点气缸中心 O1点喷油嘴中心点喷油嘴中心 O2点熄灭室中心点熄灭室中心 O3点、点、O 4点进排气中心点点进排气中心点其中：喷油器最大偏移量其中：喷油器最大偏移量a：8%10%D ；气门最大偏移量；气门最大偏移量b：8%10%D；熄灭室最大偏移量；熄灭室最大偏移量c：5%D 第五章第五章六、空气运动、燃油放射及熄灭室的匹配六、空气运动、燃油放射及熄灭室的匹配图图 喷油嘴喷孔油线在熄灭室内分布计算表示图喷油嘴喷孔油线在熄灭室内分布计算表示图 图图 喷油嘴喷孔油线在熄灭室周向分布方式喷油嘴喷孔油线在熄灭室周向分布方式 图图 喷孔数与进气涡流比的匹配关系喷孔数与

30、进气涡流比的匹配关系熄灭室口径比熄灭室口径比dk/D=60%，缩口比，缩口比=85% 第五章第五章六、空气运动、燃油放射及熄灭室的匹配六、空气运动、燃油放射及熄灭室的匹配图图 喷油嘴喷孔油线在熄灭室内分布计算表示图喷油嘴喷孔油线在熄灭室内分布计算表示图 图图 喷油嘴喷孔油线在熄灭室周向分布方式喷油嘴喷孔油线在熄灭室周向分布方式 实验结论：实验结论：1油线等角度布置时，柴油机的低速性能较好油线等角度布置时，柴油机的低速性能较好;2油线等面积布置时，柴油机的高速性能较好油线等面积布置时，柴油机的高速性能较好;3油线等圆弧布置时，可在高低速之间获得折中油线等圆弧布置时，可在高低速之间获得折中 的性能

31、目的的性能目的第五章第五章一一 美国美国EPA第第 阶段阶段 第五章第五章 柴油机的熄柴油机的熄灭分析分析 5-3 非道路用柴油机的排放法非道路用柴油机的排放法规第五章第五章一一 美国美国EPA第第 阶段阶段 第五章第五章 柴油机的熄柴油机的熄灭分析分析 5-3 非道路用柴油机的排放法非道路用柴油机的排放法规第五章第五章一一 美国美国EPA第第 阶段阶段 第五章第五章 柴油机的熄柴油机的熄灭分析分析 5-3 非道路用柴油机的排放法非道路用柴油机的排放法规第五章第五章一一 美国美国EPA第第 阶段阶段 第五章第五章 柴油机的熄柴油机的熄灭分析分析 5-3 非道路用柴油机的排放法非道路用柴油机的排

32、放法规第五章第五章一一 美国美国EPA第第 阶段阶段 第五章第五章 柴油机的熄柴油机的熄灭分析分析 5-3 非道路用柴油机的排放法非道路用柴油机的排放法规第五章第五章一一 美国美国EPA第第 阶段阶段 第五章第五章 柴油机的熄柴油机的熄灭分析分析 5-3 非道路用柴油机的排放法非道路用柴油机的排放法规第五章第五章二二 欧洲法规欧洲法规 第五章第五章 柴油机的熄柴油机的熄灭分析分析 5-3 非道路用柴油机的排放法非道路用柴油机的排放法规第五章第五章二二 欧洲法规欧洲法规 第五章第五章 柴油机的熄柴油机的熄灭分析分析 5-3 非道路用柴油机的排放法非道路用柴油机的排放法规第五章第五章二二 欧洲法规

33、欧洲法规 第五章第五章 柴油机的熄柴油机的熄灭分析分析 5-3 非道路用柴油机的排放法非道路用柴油机的排放法规第五章第五章三三 日本法规日本法规 第五章第五章 柴油机的熄柴油机的熄灭分析分析 5-3 非道路用柴油机的排放法非道路用柴油机的排放法规第五章第五章四四 中国法规中国法规 第五章第五章 柴油机的熄柴油机的熄灭分析分析 5-3 非道路用柴油机的排放法非道路用柴油机的排放法规第五章第五章四四 中国法规中国法规 第五章第五章 柴油机的熄柴油机的熄灭分析分析 5-3 非道路用柴油机的排放法非道路用柴油机的排放法规型式核准执行时间型式核准执行时间第五章第五章四四 中国法规中国法规 第五章第五章

34、柴油机的熄柴油机的熄灭分析分析 5-3 非道路用柴油机的排放法非道路用柴油机的排放法规非恒定转速柴油机实验工况非恒定转速柴油机实验工况第五章第五章四四 中国法规中国法规 第五章第五章 柴油机的熄柴油机的熄灭分析分析 5-3 非道路用柴油机的排放法非道路用柴油机的排放法规恒定转速柴油机实验工况恒定转速柴油机实验工况第五章第五章五五 主要技术措施主要技术措施 第五章第五章 柴油机的熄柴油机的熄灭分析分析 5-3 非道路用柴油机的排放法非道路用柴油机的排放法规控制战略阐明添加柴油机的十六烷值能有效地降低发动机尾气颗粒PM、CO和NOx的排放。降低燃料中的S含量可以降低1322的PM颗粒排放。减少燃料

35、中的芳烃成分可以减少NOx的排放增压中冷技术柴油机采用增压中冷系统后，滞燃期缩短，在稀烯火焰熄灭区内积压的燃油量较少，从而减少排气中有害成分碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOx)的生成。目前，增压方法主要有机械增压、废气涡轮增压、气波增压三种方式。废气再循环EGR内部EGR和冷却EGR废气再循环系统是将柴油机产生的废气的一小部分再送回气缸。由于柴油机中富余的氧气较多，当送回气缸的废气与新颖空气混合后，该过程导致气缸内氧气浓度降低，使熄灭速度减慢，熄灭温度下降，从而减少有害成分氮氧化物(NOx)的构成。四气门技术四气门柴油机可以加大气门面积，添加进气量，减少高速时的泵吸功，又可使熄灭室凹坑和缸盖

36、上的喷油器位置布置在气缸中央，从而改善了进气涡流及油雾分布的均匀性，加速混合气的构成，并且改善了活塞和喷油器的冷却条件，同时可在不同转速下实现涡流比可变，实现高效熄灭、清洁排放。可变进气涡流系统对于一定涡流比的瞬态工况，随着转矩变化率的增大，柴油机的微粒排放量逐渐添加。涡流比越小，瞬态工况微粒的排放随转矩变化率增大的速率越高。一样转矩增长率的瞬态工况，随着涡流比的增大，柴油机微粒的排放量逐渐降低。提高恒转速，添加转矩瞬态工况气缸内的涡流强度，可以降低柴油机微粒的排放量。第五章第五章五五 主要技术措施主要技术措施 第五章第五章 柴油机的熄柴油机的熄灭分析分析 5-3 非道路用柴油机的排放法非道路

37、用柴油机的排放法规降低机油耗费机油耗费率高，阐明窜入气缸中的机油添加，机油窜人熄灭室后，将引起柴油机排放颗粒的添加，所以降低机油耗费率，就会降低柴油机的颗粒排放。柴油机颗粒物过滤器(DPF)DPF的研讨主要集中在过滤资料和过滤体再生2个关键技术上，对柴油车排放的小颗粒的处置很有效果。排气后PM处置技术颗粒捕集器PDF可将排气中微粒捕捉不使其排出机外，再利用催化剂，氧化器，熄灭器等进展分懈、熄灭。这利安装可将柴油机排气中有害物微粒减少70-90。用来捕集微粒的过滤器的资料和构造有许多种，常用的有整体式陶瓷，金属丝网，纺织纤维圈，陶瓷纤维，泡沫陶瓷等。低温等离子技术主要研讨集中在放电加强微粒荷电并

38、经过电场驱进捕获微粒，放电产生等离子体，化学反响降低NOx等气态污染物，以及同时捕集炭烟微粒和去除NOx。另外，还经过添加剂或催化剂提高NOx去除效率和降低能耗等。低温等离子体放电方法具有构造简单，不影响柴油机运转性能以及同时捕集炭烟微粒和降低NOx等潜在优势，是柴油机后处置研讨的新开展方向。第五章第五章五五 主要技术措施主要技术措施 第五章第五章 柴油机的熄柴油机的熄灭分析分析 5-3 非道路用柴油机的排放法非道路用柴油机的排放法规电控VE分配泵可以实现燃油的高压放射，有效改善燃油质量，使得熄灭充分。从而降低PM、CO、NOx、HC的排放。高压共轨放射系统高压共轨放射系统是建立在直喷技术、预

39、放射技术和电控技术根底之上的一种全新概念的放射系统。高压共轨放射系统经过对喷油要素的优化控制柴油机熄灭更充分，从而减少熄灭中有害物的构成，使柴油机的有害排放，噪声排放和冷起动性能都得到很大改善。静电技术静电除尘用于微粒捕集，因柴油机排放微粒呈带电，适宜静电搜集且静电除尘不影响柴油机运转性能，其缺陷是静电捕集效率低，除尘器体积大。过滤技术过滤技术的研讨主要集中在对滤芯的研讨上，滤芯的不同，压力损失和过滤效率也不同，这种技术对微粒有较好的搜集效率，但由于再生的缘由，导致排气被压添加，影响过滤效率。熄灭室优化哑铃型的缩口熄灭室在熄灭上止点后的膨胀行程中仍能坚持较强的涡流，这对加强柴油机熄灭过程后期的

40、分散熄灭非常有利。哑铃型的缩口熄灭室是减少熄灭过程中NOx的生成而推迟喷油，不致呵斥熄灭质量的严重恶化，从而改善NOx与微粒之间的折衷选择。第五章第五章五五 主要技术措施主要技术措施 第五章第五章 柴油机的熄柴油机的熄灭分析分析 5-3 非道路用柴油机的排放法非道路用柴油机的排放法规匀质混合紧缩点火式熄灭技术(HCCI)这种技术的最显著特点是可同时降低柴油机的颗粒物和NOx排放，HCCI发动机是利用均质混合气，经过提高紧缩比、采用废气再循环，进气加温暖增压等手段提高缸内混合气的温度和压力，促使混合气进展紧缩自燃，在缸内构成多点火核，有效地维持熄灭的稳定性，并减少了火焰传播间隔和熄灭继续期。颗粒

41、氧化催化转化器 (POC)是一种全新的柴油机后处置设计理念，在欧洲是为欧、欧阶段设计的它可以捕捉并氧化部分颗粒物。其构造是使废气经过一个多褶皱而不堵塞的通道，它可以降低颗粒物中可挥发的有机成分对颗粒物的转化效率可到达60以上。除此之外，POC与后处置系统配合运用，可将90以上的CO和HC转化成H2O和CO2。氧化催化剂(DOC)DOC主要用于处置排气中的HC、CO和颗粒物中的可溶性有机物(SOF)。液态碳氢化合物，由于其熄灭温度较低，运用氧化催化剂可以使其减少90以上。对微粒中的干碳烟(dry soot)几乎无影响，影响DOC任务性能的主要要素是排气温度和燃油中的含硫量。氨选择性催化复原NOx

42、(NH3-SCR)用V2O5TiO2催化剂，在氧气大大过量的条件下让NH3选择性地复原NOx到N2运用了以TiO2为根底的催化剂保证了催化转化器对SO2有很强的耐受性。目前，NH3-SCR被视为最有希望实践运用于重型柴油机尾气NOx净化的技术之一。思索到氨的强刺激性与毒性为公众难以接受，氨的碱性对设备有较强的腐蚀性，研讨者们倾向于以尿素(325的尿素水溶液)替代氨选择性催化复原柴油机尾气中的氮氧化物(UREA-SCR)。UREA-SCR体系已成为满足欧与US 2007的重型柴油车NOx净化首选技术，在欧洲曾经得到初步示范运用。但运用NOx的UREA-SCR技术时，在较低温条件下存在着因硝酸铵与

43、硫酸氢铵的构成并覆盖于催化剂外表，导致活性降低的景象.与燃油经济性损失高于5的NSRNOx净化技术相比，NOx的UREA-SCR体系的燃油经济性损失可控制在3以内,但UREA-SCR初期投入本钱昂贵。第五章第五章五五 主要技术措施主要技术措施 第五章第五章 柴油机的熄柴油机的熄灭分析分析 5-3 非道路用柴油机的排放法非道路用柴油机的排放法规HC选择性催化复原NOx(HCD-SCR)在催化剂的作用下HC选择性地将NOx复原成N2其中，银/氧化铝-乙醇的组合体系活性最正确，同时具备了良好的抗水耐硫性能，是最具运用前景的消除重型柴油机尾气NOx的技术方案之一。NOx 储存一复原技术(NOx sto

44、rage-reduction，NSR)NSR技术立足于三效催化剂优良的HC和NOx同时去除才干，配合以NOx吸附剂，在发动机稀燃形状下将NOx吸附下来；周期性调整发动机成为浓燃形状，利用尾气中的HC复原NOx，到达同时去除的目的。要使该技术付诸实施，必需准确控制发动机的工况，周期性地营造稀燃、浓燃的气氛以最大限制地发扬该催化剂的NOx净化效率。NOx和PM组合净化技术与四效催化剂是将现有胜利的单项技术进展优化整合，开展成为1种具有综合性能的单一技术安装，即四效催化剂系统DPF。SCR、DPF-NSohnso等开发出SCRT系统丰田公司开发出的DPNR技术可视为DPF与NSR组合技术的典型。无论是SCRT组合系统，还是DPNR一体式N0x与PM净化器，均是以NO2作为氧化剂，来促进颗粒物炭烟组分的催化转化，然后以不同的方式将N0x复原为N2，以实现NOx、PM以及HC、CO的同时消除，目前以上2种组合技术的硫顺应性较弱，须运用低硫柴油0.005(质量分数)。