文档介绍：摘要
柴油机由于其可靠性好、热效率高、燃油经济性好等特点,广泛应用于工业
、运输、农业等领域。起动阶段排放是柴油机排放控制的重点,目前针对柴油机
平原环境起动排放的研究很多。我国高原地区约占国土面积的三分之一,具有面
积大、分布广的特点,进行柴油高原起动排放研究,采取措施控制柴油机高原排
放,具有重要的学术意义和参考价值。
本文以某型电控直列泵六缸柴油机为研究对象,进行了0m~4500m海拔的冷
机起动排放试验,分析了海拔高度、冷却液温度、供油策略对柴油机起动排放的
影响。在试验研究的基础上,采用CHEMKIN-
PRO软件,利用正交设计法,对该柴油机3000m和4500m海拔水平下的起动排放
进行了仿真计算,得到了该柴油机的低起动排放最优控制参数组合。主要结果如
下:
1) 试验研究了海拔高度、冷却液温度、供油策略对柴油机起动气态污染物排
放的影响。结果表明:海拔升高导致柴油机起动时间增长,燃烧温度降低,CO和H
C瞬态排放浓度升高,NOX浓度降低,导致CO和HC排放显著增加,NOX排放降低
。海拔每升高1000m,%,%;冷却液温度升高,
缸内燃烧热氛围变好,起动时间缩短,CO和HC排放降低,NOX升高,冷却液温度
60℃时该机起动产生的CO、、;与原策略(A策
略)比较,高原起动时,500r/min以下低转速减油策略(B策略)、500r/min以下低转
速和800r/min以上高转速减油策略(C策略)、0r/min~800r/min全过程减油策略(D
策略)的起动时间缩短,CO和HC排放降低。
2) 试验研究了海拔高度、冷却液温度和供油策略对柴油机起动颗粒物排放
的影响。结果表明:海拔升高,起动时间增长,虽然核态颗粒和聚集态颗粒数浓度
减少,但颗粒物总质量排放增加,颗粒平均几何粒径增大。冷却液温度升高,核
态颗粒浓度增加,聚集态颗粒浓度降低,颗粒总质量排放降低,颗粒平均几何粒
径减少。与原策略(A策略)比较,减油策略(B、D策略)的核态颗粒浓度减小,聚
集态颗粒浓度增加,颗粒总质量排放增加,颗粒平均几何粒径增大;减油策略(C
策略)的核态颗粒浓度增加,聚集态颗粒浓度减小,颗粒总质量排放减小,颗粒平
均几何粒径降低,3000m和4500m海拔,500r/min~800r/min中转速减油(C策略)
的颗粒物排放最低。
3) 建立了该机起动排放仿真模型,仿真分析压缩比对该机起动排放的影响。
以压缩比、冷却温度、供油策略为控制因素,以降低排放为目标,设计了正交方
案,仿真分析了该机3000m和4500m海拔高度的起动排放。结果表明:3000m海拔
,60℃冷却液温度、、中高转速减油策略的CO、HC和苯化物(颗粒前驱
物)排放最低,%、%%;4500m海拔,60℃冷却液
温度、、全过程减油策略的CO、HC和苯化物排放最低,比优化前分别
%、%%。
I
关键词:柴油机,高原冷机起动,排放,研究
II
Tongji University Master of Philosophy Abstract
ABSTRACT
With its characters, such as high reliability, high thermal efficiency, good fuel
economy and so on, diesel engines are now widely used in areas of industry,
transportation, agriculture, etc. Cold start emission is one of the most important diesel
engine emission control aspects, and there are many researches on start emission of
diesel engine in plain over the world. Plateaus in our country have the characteristics
of large and widely distributed, and the total area of plateau is about a third of the land
area of our country. Studying start emission of diesel