不同進氣氛圍耦合廢氣再循環對雙燃料發動機工作過程的影響

陳貴升，魏 峰，李 冰，王震江，黃 震，羅 贏

（1.昆明理工大學 云南省內燃機重點實驗室，昆明 650500；2.解放軍31638 部隊，昆明 650051）

0 概述

面對日趨苛刻的排放法規和日益嚴峻的能源緊缺問題［1-2］，使用天然氣/柴油反應活性控制壓燃（reactivity charge compression ignition，RCCI）發動機能有效減少碳煙排放并緩解石化能源危機，但其HC 和CO 排放較高，且在低負荷工況高替代率時還存在燃燒穩定性較差等問題［3-4］。為解決這些問題，需要增強缸內混合氣化學活性及活性分層。H2作為氣體燃料具有擴散系數高、著火范圍寬、燃燒速度與火焰傳播速度快等特點。摻氫雖然會導致壓力升高率升高，但可以提高混合氣的化學活性，從而改善缸內混合氣燃燒品質［5］。另外，通過富氧燃燒技術也可以改善雙燃料發動機低負荷工況高替代率時的燃燒和排放特性。

文獻［6］中基于一臺重型柴油機研究了進氣摻氫對柴油機性能的影響，結果表明進氣摻氫有助于降低CO 和CO2排放，但對未燃碳氫化合物（unburned hydrocarbons，UHC）影響不大。文獻［7］中研究了摻氫或天然氣對燃燒過程的影響，結果表明摻氫提高了瞬時放熱率峰值，縮短了燃燒持續期。文獻［8］中針對天然氣/柴油雙燃料RCCI 發動機不同負荷工況下的燃燒和排放特性進行了研究，結果發現在低負荷時摻氫可以改善燃燒，降低CO 和HC排放。文獻［9］中通過試驗研究也得到相似結論。摻氫可以一定程度改善缸內燃燒，降低部分排放物排放值，但壓力升高率升高，NOx排放惡化。而引入廢氣再循環（exhaust gas recirculation，EGR）可在一定程度上控制缸內燃燒速率，降低壓力升高率及NOx排放［10］。……