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基于当量燃烧的中载汽油机燃烧优化的试验研究
| 论文题名： | 基于当量燃烧的中载汽油机燃烧优化的试验研究 |
| 关键词： | 商用车;中载汽油机;燃烧优化;当量燃烧 |
| 摘要： | 随着公路运输业的快速发展，开发高效清洁中载商用车发动机成为当前的迫切需求。基于柴油机平台开发当量燃烧汽油机具有成本低、工作柔和的特点，能更好地适应城市运行工况下中载商用车要求，并且柴油机高的机体强度也为热效率提升提供了有利条件。然而，对于基于柴油机平台的中载汽油机来说，其燃烧系统结构和工作特点使得爆震问题更突出，是限制其热效率提升的关键因素。因此，需要寻求有效抑制爆震和提高热效率的途径和策略。基于此，本文将围绕燃烧系统、燃料特性及燃烧控制等开展当量燃烧中载汽油机燃烧优化研究，从而为中载汽油机高效燃烧技术开发提供参考和借鉴。 首先，针对一台基于柴油机改造试制的中载汽油机研究了进气门晚关、进气道和燃烧室结构对当量燃烧中载汽油机缸内燃烧和热效率的影响。结果表明，采用进气门晚关方案可有效抑制爆震，提前点火时刻和燃烧相位，缩短燃烧持续期，减小泵气损失，结合EGR优化能够进一步提升热效率，但在较高EGR率下，热效率改善会受到燃烧速度降低的制约。复合进气道相比原机双螺旋进气道可有效改善燃烧相位和提高EGR容忍度，而倒楔形燃烧室在不同负荷下燃烧持续期或燃烧相位具有不同程度的改善效果，可实现较宽负荷范围内的热效率改善。采用进气门晚关、复合进气道和倒楔形燃烧室结合燃烧控制优化，可将最高指示热效率相对原机无EGR基准提高4.92%。 进一步基于进气门晚关、复合进气道匹配倒楔形燃烧室的燃烧系统优化方案，研究了乙醇掺混比例对中载汽油机燃烧和热效率的影响。结果表明，适当提高汽油中乙醇掺混比例至20%可有效抑制爆震，最佳点火时刻提前，燃烧相位得到优化，指示热效率获得改善。E20燃料结合EGR和燃烧控制优化，在2000r/min、平均有效压力为0.63MPa工况下可实现44.08%的最高指示热效率，与市售乙醇汽油E10相比提升了0.71%，而相对原机无EGR情况热效率改善达到5.63%。 |
| 作者： | 潘成 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 郑尊清;林铁坚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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