柴油机混合气形成和燃烧

作业三1）为了便于分析汽油机的燃烧过程分为几段？每段的主要影响因素是什么？2）汽油机的主要有害尾气排放物有哪些？它们的产生条件是什么？3）什么是爆震？影响爆震的主要因素有哪些？4）试述混合气的不同浓度对发动机性能的影响1精选ppt第六章柴油机混合气形成和燃烧6-1柴油机热功转换的特点（了解）6-2柴油机的燃烧过程（掌握）6-3燃油喷射和雾化（理解）6-4混合气的形成和燃烧室（掌握）6-5燃烧过程的影响因素（掌握）6-6柴油机的排放控制技术（理解）2精选ppt6-1柴油机能量转换特点柴油机以，循环热效率。混合气形成和燃烧特点：混合气形成时间极短；混合气空间时间分布极不均匀；燃料喷射过程和燃烧过程同时存在。质调节：为输出功，喷油量；喷射期间，散热损失；

反之，极短时间内快速喷射燃烧粗暴;

发动机性能放热功率喷油规律混合气形成

3精选ppt6-2燃烧过程一、燃烧阶段的划分由示功图分为四个阶段：1、着火延迟期（

i）：A~B=物理过程+化学过程混合气形成的物理过程：喷雾

分散

蒸发

汽化

混合化学过程：局部可燃混合气先期化学反应

自燃。

i，dp/d，NOx，粗暴4精选ppt影响因素：燃料的十六烷值，i；温度、压力，i；

凡是改善蒸发雾化条件均使i2、速燃期：压力脱离压缩线~最高压力点pz：B~C

在i内形成的可燃混合气同时燃烧预混合燃烧特点：p、T，pz13MPa以上，影响NOx

评价粗暴程度：平均压力升高率影响因素：i内形成的可燃混合气量i内喷入量5精选ppt3、缓燃期：最高压力点~最高温度点；C~D喷射过程结束，边喷边燃烧扩散燃烧阶段；主要影响碳烟排放。特点：空气量减少，燃烧产物，活塞，燃烧缓慢不均匀混合气的燃烧空燃比偏大，才有可能完全燃烧空气利用率低，PL，比重量<汽油机。影响因素：混合气形成速度燃料与空气的扩散速度燃烧室内气流特性及强度燃烧室。6精选ppt4、补燃期：Tmax~基本燃烧完释放总放热量的95%~99%时，补燃期结束。燃烧时间短促，混合气不均匀；膨胀中燃烧后燃；高速大负荷时严重。特点：p,气缸V散热损失，排温；热效率尽可能减小补燃期7精选ppt二、燃烧放热规律：放热速率随时间（曲轴转角）变化规律；

组织燃烧过程的关键

影响性能、排放。

瞬时放热率：燃烧过程中任一时刻，单位时间内（每度曲轴转角）燃烧所放出的热量。

由能量守恒律和热一定律：瞬时累计放热百分比放热率放热率工质吸热率传热率8精选ppt累计放热率x：从燃烧过程开始至任一时刻为止燃烧所放出的累积热量与每循环燃料燃烧总热量之比。影响因素：燃烧室结构，及其内部气流状态；喷射方式——高压喷射，先导喷射等9精选ppt工质的做功能力：燃烧期间工质质量m变化很小，故令对工质的加热率：工质对活塞做功：

燃烧后气缸压力变化率：dp/d

(工质做功能力)，与燃烧规律和膨胀速率有关10精选ppt控制燃烧过程

放热规律的三要素：燃烧始点喷射时刻；放热规律曲线形状喷射规律；燃烧持续时间扩散速率燃烧室内部气流特性，和燃料喷射方式的优化匹配是控制柴油机燃烧放热规律的主要手段。11精选ppt三、柴油机的有害排放物和振动噪声

CO和HC的生成机理与汽油机相同，但

a>1，缝隙激冷效应小，故其排放小。柴油机有害排放物：NOx,PM,且二者矛盾。CO21)NOx的生成机理:根据燃料及其混合气形成方式分为：热力NO(ThemalNO)和快速NO（PromptNO）

热力NO产生条件：高温、富氧、滞留时间汽油机12精选ppt快速NO生成条件：浓混合气

燃烧火焰带内>化学平衡浓度的O、OH等活性中心为主的中间生成物、燃料中的碳和氢生成的碳氢化合物，以及HCN、CN、NH等中间反应物参与反应的结果。热力NO是在火焰下游区产生；

快速NO是在火焰带前急速生成，对温度依赖性小，与混合气浓度直接相关，快速NO的生成速度比热力NO快。

危害：1）与HC一起产生光化学烟雾——植物枯死

2）破坏地球大气层（O3层）13精选ppt2）碳烟的生成机理1．碳烟的生成过程碳烟：可溶性有机成分（SOF）和不可溶成分；由燃烧时生成的含碳粒子及其表面上吸附的多种有机物组成。生成过程：高温环境下

热分解形成低级碳氢化合物

没有与空气再接触的部分最终变成微粒。14精选ppt

生成条件：高温缺氧；缺氧：空燃比为5.25~5.65的比较浓的狭窄范围；接近火焰高温缺氧；

部分氧化和热分解生成各种低级不饱和烃类

脱氢、聚合成碳核(2nm)粒子直径/nm粒子数相对频度/%凝聚粒径分布15精选ppt高温：在预混合火焰温度2000~2400K范围内出现峰值；在扩散火焰区缺氧

未氧化

PM。T>2400K时：PMC原子不易凝聚；已形成的碳烟氧化。燃烧温度/K由HC向碳烟的转换率实验结果计算结果急速加热到1700K以上时，聚乙炔及碳蒸汽成为中间产物而生成碳烟危害：致癌物；大气可见度

16精选pptPM生成特点：碳烟生成过程早于NO的生成燃烧初期生成

中期和后期氧化；PM排量

碳烟生成后被氧化程度17精选ppt18精选ppt因此，组织好扩散燃烧，是控制碳烟的有效措施。一般，加速碳烟氧化的措施，使NOx

。具体措施：促进碳烟的氧化过程

组织燃烧室内的气流运动，促进紊流混合；促进喷雾的微粒化高压喷射。PM控制的基本原理：由PM和NOx形成领域，

控制火焰领域内混合气的浓度和温度。

19精选ppt具体措施：电控高压喷射技术；喷射规律控制喷射时期控制；缩口燃烧室

气流EGR：

TzVNT（VGS）；四、柴油机排放控制策略抑制与混合燃烧过程

NOx，促进扩散燃烧

PM20精选ppt五、柴油机的燃烧噪声噪声：弹性体在声频（20Hz~20kHz）范围内的振动

振动与噪声密切相关。产生振动的必要条件

激振力：气缸内压力变化;

曲柄连杆机构等运动付间的相互摩擦、撞击；噪声传递的媒体弹性体：机体振动。激振力的变化

缸体表面振动

对外辐射噪声。发动机的噪声源：燃烧噪声、机械噪声、进气噪声、排气噪声等。

21精选ppt燃烧噪声：与气缸压力升高率成正比，且直接与NOx排放有关。燃烧噪声大

气缸压力升高率

，

预混合燃烧的混合气量多，气缸内温度

，NOx排放量

。机械噪声：运动副的相对摩擦撞击速度及强度

n进气噪声：进气脉动及n、发火频率排气噪声：排气脉动及n、发火频率22精选ppt压燃式发动机起动过程取决于低温下混合气的形成和着火条件。压缩温度、雾化条件；冷起动时温度和n最低雾化不良冷起动困难。即

T0低

Tc低，传热损失大，喷雾雾化差；

n低，漏气

，造成Tc、pc降低，不利于自燃。六、冷起动特性

低温冷起动(怠速)时，燃料未完全蒸发，以液体状态排出

形成白烟和蓝烟

HC和CO排放。

液滴直径不同，光照射下产生不同颜色。23精选ppt§6-3燃油喷射和雾化一、对燃料喷射系统的要求机械/电控泵-管-喷嘴位置式控制方法：三者相互间受限制不能有效地控制放热规律喷油器、喷油泵、ECU相互独立构成:控制自由度

24精选ppt柴油机喷射系统的发展：机械式位置式电控时间控制式高压电控机械式：直列泵、

V形分配泵位置式电控：TICS、VE高压电控：高压共轨（C-R）喷射压力200MPa

泵喷嘴单体泵喷射压力：18~26MPa25精选ppt现代车用柴油机喷射系统的要求1．喷射压力高压化，且可任意调控

保证燃料快速、良好雾化。2．喷油器响应特性足够快

在极短时间内，喷油规律的自由控制

达到最佳喷油时刻和理想喷油规律。3．喷雾特性与燃烧室内气流特性的最佳匹配。适应高效率低排放燃烧方式的要求26精选ppt喷雾(油束)特性取决于喷油器的结构、喷射压力和背压，是影响混合气形成的主要因素油束特性：用几何形状和雾化质量评价二、喷射雾化和油束特性核心部分液滴密集，速度高油束外侧液滴稀少，速度低几何形状：贯穿距离L；贯穿率和喷雾锥角或B

贯穿率：油束射程与喷孔出口沿喷孔轴线到达燃烧室壁面的距离的比值

表征燃油喷到燃烧室壁面的程度贯穿距离27精选ppt贯穿率>1:

表示油束已喷到燃烧室壁面。喷射压力越高、喷孔长度直径比越大、喷射环境密度越小

贯穿率越大，喷雾锥角越小。油束射程短：贯穿距离L

，喷注穿透不足；空间雾化

气流强—粗暴，NOx

油束射程过长：喷注穿透过度，喷注着壁；

燃烧室壁面或挤气面很难形成混合气

冒烟28精选ppt

油束的雾化质量：

液滴的细度和均匀度表示。烟度

0粒径10均匀度是表示油束中液滴大小相同程度及直径分布的均匀程度。细度用油束中液滴的平均直径表示，该值越小雾化质量越好29精选ppt1）位置式喷射系统

1.位置式喷射系统油泵速度特性：供油量随n增加而增加调速器的必要性：防止高速飞车，低速熄火喷射过程：取决于喷射压力；喷射压力与供油压力有关;

但非线性关系，不可控。三、喷射系统30精选ppt直列泵供油量控制：通过驾驶员/调速器调节油量控制环套位置来完成机械式喷油泵VE型分配泵：一个柱塞，与固定在一起的端面凸轮盘一同旋转31精选pptVE型电控分配泵：消除机械式调速器；增设：转速传感器2；滑套位置传感器5；喷射定时器位置传感器3；比例电磁阀1；电磁阀4等

控制油量环套位置滑套位置传感器喷射定时传感器控制喷射定时电磁阀32精选ppt电控直列泵TICS（TimerInjectionControlSystem）：在P型泵基础上改进。结构：保留P型泵油量控制齿杆机构

在柱塞偶件上增加控制滑套，取代P型泵的倒挂形柱塞套。控制：滑套相对柱塞的位移

改变供油始点

供油预行程

在一定范围内实现供油时刻的任意控制33精选pptTICS泵的泵油原理油量控制杆位置由电子调速器控制

油门开度

通过传感器传送到ECU

判定工况

控制MAP图

反馈控制控制杆位置

喷油量控制精度。

34精选ppt供油规律影响喷油规律，但不同缺点：喷油规律不可控

喷油过程位置式泵-管-喷嘴型特点：供油特性和喷油器的实际喷油特性不一致。电控化后有所改善。泵端压力喷嘴端压力针阀升程喷油过程划分为等三个阶段：喷射延迟期：供油开始~喷油开始高压油管内以1400m/s声速传播建立喷油器端油压缺点：供油与喷油不同步主喷射期：喷油开始~喷嘴端压力开始急剧下降

35精选ppt喷油结束阶段：从喷油器端压力开始急剧降低~喷油器针阀落座停止喷油。因，通过喷油泵的回油

降低喷油器端油压

针阀落座。所以，针阀落座速度

喷嘴端压力降低速率。此时，喷射压力降低

雾化特性变差。

36精选ppt供油规律喷油规律存在的问题：供油规律与喷油规律不同；出现不正常喷射现象：二次喷射；喷油压力波动滴油现象；高压密封断续喷射；针阀周期跳动隔次喷射；2循环喷1次37精选ppt机械式与电控式的区别：调速器：

机械式—机械；电控式—数据调速供油规律：

机械式—不可调；电控式——可调喷油压力：

机械式—不可调；电控式——可调38精选ppt图4-55ECD—U2系统示意图2）时间-压力式电控喷射系统特点：不断高压化典型类型：高压共轨系统、泵喷嘴和单体泵三种三向阀控制脉冲燃油箱其他信息（p,t）节流阀ECU负荷压力传感器三通阀喷射率控制油压活塞针阀体喷油器油泵控制阀E/G转速及凸轮转角气缸判别信号蓄压室高压供油泵喷射压力控制1.高压共轨系统39精选ppt高压共轨系统特点：结构上：把泵-管-喷嘴三个单元，按各自功能相互独立起来充分提高控制自由度。功能上：实现高压喷射；

喷射压力、喷射时刻、喷油规律达到可直接调控

放热规律可控制。

各单元的作用：①高压泵：按一定速率向共轨供油，保证轨压恒定供油原理：多山凸轮每转供三每次供油频率与喷射频率一致

40精选ppt吸油过程：柱塞下行

PCV阀开

泵室进油柱塞上行

PCV阀开回油轨压不变共轨压力<设定值时，ECU接通PCV阀关闭

出油阀开迅速供油补充轨压高压泵供油原理：三山凸轮PCV阀出油阀41精选ppt高压泵供油量：

取决于PCV阀关闭后柱塞的有效行程；

通过改变PCV电磁阀的关闭时刻

控制凸轮的有效行程

改变供油量

控制共压。特点：减小功率损耗。但控制系统复杂。42精选pptBOSCH-CR型三缸径向柱塞式高压泵：

结构：泵体、泵盖、气门组件、柱塞泵组件、柱塞弹簧、凸轮轴组成。特点：

三缸柱塞泵隔120度均匀分布

保证供油频率和供油量；偏心轮驱动片面三角环三个柱塞泵

43精选ppt②共轨的作用：将高压泵提供的高压油蓄压

按恒定压力均匀分配到各缸喷油器。

共轨容积的确定：兼顾高压泵供油压力波动和每个喷油器喷油而引起的压力波动

共轨压力波动控制在0.5MPa以内；为保证共轨压力响应速度

快速响应柴油机工况的变化，其容积又不能太大。

ECD-U2共轨系统：高压泵最大循环供油量为600mm3，共轨容积约为94000mm3。44精选ppt③喷油器的主要作用：根据ECU的控制指令完成定量、雾化及喷油规律的控制。喷油量：喷油器开启持续时间（通电脉宽）来控

制；喷油器的开启时刻

控制喷油时刻。喷雾质量：取决于喷射压力和喷孔总截面积以及、

燃烧室内气流状态。喷油规律控制精度：取决于喷油器的响应特性。喷油器响应特性：取决于电磁阀特性和针阀惯性

质量。45精选ppt三向电磁阀式喷油器特点：由针阀偶件、液压柱塞、节流阀以及三向电磁阀（TWV）等组成。

通电时刻

喷射时刻；

通电持续时间

喷油量。ECD-U2系统：46精选ppt

高压共轨系统的工作原理发动机高压泵共轨ECU喷油器发动机

高压泵工作；ECU检测轨压：当轨压<设定值：控制高压泵PCV阀关闭

供油；当轨压≧设定值时开PCV阀回油状态。泵及轨压控制：发动机喷油控制：检测发动机工况；控制喷油器TWV的接通和断开时刻；控制喷射时刻和喷射量。标定控制MAP图47精选pptTWV阀式喷油器结构特点：由内阀、外阀和阀体组成。内阀:

自由活塞外阀:与衔铁做成一体由线圈通电方式控制其上下运动阀体:支承外阀泄油孔内、外阀及阀座间形成A、B密封面。A密封面控制柱塞顶部与共轨连通柱塞B密封面控制柱塞顶部与泄油孔连通48精选pptTWV喷油器的控制原理：在ECU控制下TWV阀ON

线圈产生磁场力

外阀上移

关闭密封面A

共轨高压油无法进入柱塞顶控制室。此时，密封面B打开，柱塞顶控制室内高压油，经密封面B泄油

油压迅速降低

喷油器针阀克服弹力升起

喷油开始。当TWV阀OFF时，磁场消失，外阀在弹力作用下下移

关闭密封面B，同时打开密封面A；

共轨高压油同时进入喷油器针阀承压锥面室和柱塞顶部控制室。柱塞在高压油和弹力作用下下移

针阀落座，停止喷油。49精选pptC-R系统对燃烧速率的精确控制：由喷油规律的柔性控制实现“Multijet”(多脉冲)喷射方式精确控制燃烧室内的温度和压力高效率低排放先导喷射预喷射主喷射1主喷射2后喷射迟后喷射控制TzmaxNOx

压缩T和p，

起动暖车时间，

惰转噪声&HC排放，改善低速转矩特性T为主喷射准备

缩短主喷射的

i，

Tz，

NOx改善废气在膨胀过程中的氧化环境，

PM

后处器的催化反应

废气中HC

NOx还原装置的效率50精选ppt

高压共轨喷射系统的特点：共轨压力波动小不存在压力波引起的难控区、失控区以及调速器能力不足等问题；喷射压力独立于n和负荷可实现理想喷油规律易实现多阶段脉冲喷射过程喷射规率自由控制

喷射量仅取决于共轨压力和喷油器通电脉冲宽度;高压

高压泵驱动损失

，需耐高压和高压密封。0.51.01.52.02001501005096MPa80MPa48MPa38MPa喷射量mm3/st通电脉冲幅Ti/ms51精选ppt2.泵喷嘴：结构特点：

♦泵喷嘴体、控制阀及电磁阀等组成；

♦柱塞偶件和喷油器偶件集成在一个壳体内。

喷油正时和喷油量：由电磁阀控制进油阀开启时刻和持续时间来控制高压系统容积很小易高压化(>200MPa)

可靠性好；但复杂♦取消了高压油管

弥补高压共轨耐高压及高压密封缺陷。52精选ppt3.单体泵向喷油器高压螺旋电磁阀发动机挺柱体滚轮结构特点：一种模块式结构；各缸柱塞泵独立；喷油器和喷油泵间用短高压油管连接工作方式：ECU控制电磁阀

组成：由滚轮式挺柱、柱塞、回位弹簧、泵体、ECU控制及电磁阀等。当电磁阀开启时，高压油经短高压管

传到喷油器

建立油压喷射；当电磁阀OFF时，泵油室内油和高压管内燃油回油，喷油器油压迅速降低

停止喷油。53精选pptCR：泵喷嘴独立控制直接控制喷射规律；响应性

喷射压力控制不受n、负荷影响，自由度高。UIS：泵喷嘴一体高压化；喷油规律供油规律；喷射压力供油速率凸轮型线和n；喷射压力控制自由度受限。UP：结构上，改善CR的高压密封及可靠性问题，

UIS的体积大结构复杂的缺点。控制方法：用供油特性间接控制喷油规律；喷油规律控制精度及高速响应特性较差。4.三种高压喷射系统（CR、UIS及UP）的比较：54精选ppt6-4混合气的形成与燃烧室一、柴油机混合气形成方式1）空间雾化：多孔式喷油器强制雾化+与空气的相对运动影响油气相对速度的因素：p喷，T，

，气流特性即喷雾特性与燃烧室内气流特性的匹配。影响柴油机混合气形成的因素：燃料的雾化特性，燃烧室内气流特性55精选ppt123351234i）回转体燃烧室ii)四角形燃烧室iii）四角圆弧形燃烧室vi）花瓣形燃烧室传统的直喷燃烧室：主要靠空间雾化形成混合气缺陷：燃烧室内气流组织不当，喷射压力低；混合气形成速率随n适应性差淘汰NOx

已淘汰56精选ppt2）油膜蒸发：燃烧室壁面形成油膜后，利用受热蒸发和空气流动作用形成混合气。蒸发速度燃烧室壁面温度、和燃烧室内气流速度的控制涡流室式对预燃室压缩过程

涡流室内形成强烈压缩涡流

壁面油膜蒸发混合喷入主燃室二次涡流n适应性

压缩过程

预燃室内形成强烈紊流部分空间混合喷入主燃室燃烧涡流n适应性

57精选ppt3）传统直喷式和分隔式燃烧室特点：直喷式：燃烧等容度高；散热面积小；经济性好冷起动性好；

=14~18

对喷射系统要求高；对高速敏感；排放、高速性差粗暴，NOx排放高。分隔式：空气利用率好；

n适应性好喷雾要求低、成本低；

散热面积大；通道节流损失大；热效率低；冷起动性差。

=20~2458精选ppt二、高速直喷燃烧室结构及其混合气形成特点柴油机燃烧放热规律及NOx和PM生成

预混合燃烧过程和扩散燃烧过程。预混合燃烧过程

缸内气流特性和喷雾质量；扩散燃烧过程

后喷射的喷雾质量和气流特性;H

D1

D2

D1D2A型(D<120mm)B型(D>120mm)

缸内气流特性：燃烧室结构形状喷雾质量：高压喷射59精选ppt三、燃烧室内气流特性及其评价方法目的：有效控制预混合燃烧和扩散燃烧期间的气流特性。评价指标

滚流强度保持性评价方法：基于CFD软件，对燃烧室三维空间瞬态流场进行模拟计算；燃烧室断面三维计算模型计算断面60精选pptSW不同燃烧室结构对燃烧室内气流特性的影响：缩口比D2/D1一定时，燃烧室底部凸起形状对滚流强度保持性的影响I型II型III型D1D2扩散燃烧期61精选ppt燃烧室底部形状对排放特性的影响：

在扩散燃烧期间，因气流分布及保持性不同对CO、

HC及烟度影响明显。62精选pptg§6.5燃烧过程的影响因素一、喷雾特性与燃烧室形状匹配1）喷射夹角(位置)：喷射夹角不同，喷雾在燃烧室位置不同过大：更多燃料飞溅到挤气面过小：空间混合，预混合燃烧

过小过大NOx烟度喷射夹角:=152°=156°=160°63精选ppt喷孔直径负荷油耗NOx烟度喷射压力和喷孔数一定喷孔直径

影响喷射总面积。喷孔直径小：射程

夹角变小

雾化

油束着壁倾向

烟度。直径过大：小负荷/大负荷区，喷雾质量差

存在最佳喷控直径64精选ppt喷孔数和进气涡流喷孔数和涡流强度

影响喷注与燃烧室空间的匹配孔数过多或涡流强度过强

喷注相互干涉适当减小涡流比,进气阻力

,

v

65精选ppt

喷孔数过多，燃烧室内横向涡流过强

喷注之间干涉；纵向涡流：预混合阶段适当；扩散燃烧阶段有足够强度——保持性66精选ppt喷孔直径及喷孔数的确定确定喷孔直径时，一般考虑最大喷射面积；一定喷射压力，影响喷射速率及喷雾质量喷孔数：根据燃烧室空间大小来确定Vb：最大循环喷油量

n：转速

：喷控流量系数

j：喷油持续角

j：喷孔处平均喷油速率喷孔数=i时：喷油器面容比：67精选ppt喷嘴结构传统结构：HC的工况排放值100%小压力室无压力室HC工况排放值/%喷油器压力室对HC排放的影响喷后压力室内油进入气缸雾化不良HC；无压力室针阀升程很小因节流效应射程不均一定喷孔面积，喷嘴壁厚影响贯穿距离雾化效果

68精选ppt喷射压力（轨压）轨压

，喷射速率

，喷射持续时间

，初期放热速率

，NOx

，PMNOx轨压轨压轨压轨压HCbeCO69精选ppt不同转速下，轨压对发动机性能的影响：70精选ppt二、影响燃烧过程的运转因素1.负荷质调节：进入气缸的空气量基本保持不变，只调节循环喷油量。负荷

,=喷油量

，

a

；

单位Vh混合气燃烧放热量

,Tz

，

i，粗暴；但大负荷时，燃烧过程延长

e

2、转速

n

散热/漏气损失pcTc；

i着火落后期；喷油压力高压化可改善雾化

n过低：雾化热效率；

n过高：燃烧过程迟后，充气效率——热效率71精选ppt3.喷油时刻

pt

决定喷注相对燃烧室空间的喷射位置。

一般：pt过大，缸内p、Ti

；压缩负功；

pz、Tz

工作粗暴；NOx；动力性，经济性

pt过小：燃烧不及时，散热损失，排温；动力性，经济性

最佳pt0：动力性经济性不变的前提下，NOx。推迟pt是NOx的主要措施。

pt0随负荷、转速而变化。72精选ppt缩口燃烧室，喷射压力=24MPa，机械喷射系统：相对传统静态供油提前角由11~14°CA6~8°CANOx而传统直喷柴油机

gt0=11°~30°CA。

gt0范围=8~14°CA73精选ppt4.

燃油特性十六烷值过低：自燃性差，不易着火。

i，工作粗暴，NOx

冷态正常燃烧条件易着火压缩比和十六烷值匹配：从1614&十六烷值5585时着火特性不变有效NOx和HC十六烷值

，自燃性好

i，dp/d

，工作温柔，

NOx;但过高冒烟。74精选ppt5.EGREGR作用：降低燃烧温度；降低氧浓度NOx

但EGR率过大燃烧滞后、不完全，经济性；排烟各工况存在最佳EGR率。EGR作用在柴油机和汽油机上的区别：汽油机：量调，EGR后，A/F基本不变；反应及燃烧温度

NOx柴油机：质调，EGR后，A/F,Tz，

NOx效果明显。75精选pptm0：无EGR时进气量；m：有GR时的进气量柴油机EGR降低NOx效果：EGR流量=有无EGR时的进气流量之差EGR抑制燃烧效果与

氧氮含量效果各50%76精选ppt空滤器进气1.可变增压+双级增压4.电控高压多段喷射系统还元剂供给系统6.氧化催化+DPF+NOx还元2.中冷3.EGR中冷EGR阀5.燃烧室内气流特性§6-6柴油机的排放控制技术77精选ppt表6-1不同技术措施对排放及性能的影响效果喷射系统后处理喷射压力最高化喷射压力控制先导喷射喷射时期

控制EGR还元剂NOx氧化剂HC静电除尘PM/SM/HC◎◎—×——◎◎NOx×○◎◎◎◎——油耗○○○×○———噪声×○◎○————起动机－○○×————行驶性○◎—×————◎：明显改善，○：改善，×：恶化，—：无效果。78精选ppt一、机内措施

1．喷射系统的控制目的：良好喷雾特性、喷注与燃烧室良好匹配；控制喷油规律

控制放热规律

节能又低排放措施：喷射压力高压化；且喷射时期/喷油量/喷油率可变控制；

响应特性。相对UP和UIS：C-R直接控制喷油器

控制响应特性

，

高速柴油机上普遍采用。喷油器的要求：喷射压力高压化：>200MPa雾化，喷射速率多段脉冲喷射：响应特性喷射规律放热规律

79精选ppt2．新的燃烧方式①低温燃烧技术MK燃烧：特点：低温燃烧和预混合燃烧相组合

同时

NOx&PM。喷射持续时间-着火延迟期/degCAModulatedKinetics基本原理：由EGR

氧浓度和Tz

NOx;同时采用MK(可调)高压喷射

缩短喷射时间+冷EGR+提前喷

iPCIPM

byEGR高压喷射冷EGRMK燃烧预混合燃烧80精选ppt②HCCI技术：

EGR=30%早喷

=17早喷，

=17EGR=30%

:1714早喷低压缩比早喷

=14EGR=30%EGR放热率压缩过程中喷射，

i，形成稀薄预混合气

压燃

PCCI混合气均匀化81精选ppt3.不同阶段柴油机的控制技术对应2005年前排放法规的主要技术措施：欧IV前轨压=160MPa、冷EGR、VNT/VGS、预喷射燃烧、进气涡流可变系统、燃料含硫量≯50ppm；采用DOC（DieselOxidationCatalyst）、DPF后处理。针对2005年实施的欧洲排放法规：欧IV高压多段喷射技术、闭环电控，高增压可变技术、高冷EGR，PCI燃烧方式，燃料含硫量≯

10ppm。2009年实施的排放法规的技术措施：欧V以上200MPa多段喷射、部分HCCI、内部EGR、燃料低含硫且机油含硫量为0，采用NH3-SCR后处理技术。82精选ppt二、后处理技术1）氧化催化转化器目的：将CO和HC以及PM中的SOF

CO2和H2O

主要氧化催化剂：Pt钯和Pd铂，Pt/Pd≈2.3/1组合用Pd受Pb铅的侵蚀；