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1、分类号:TK4210710-2015222009专业硕士学位论文多次喷射与EGR率对生物柴油/乙醇混合燃料燃烧及排放性能影响的模拟研究李琪导师姓名职称耿莉敏副教授专业学位类别工程硕士申请学位类别硕士及领域名称动力工程论文提交日期2018年4月18日论文答辩日期2018年5月15日学位授予单位长安大学SimulationResearchonEffectsofMultipleInjectionsandEGRRatestoBiodiesel／EthanolBlendedFuelCombustionandEmissionPerformanceAThesisSubmitted
2、fortheDegreeofMasterCandidate：LiQiSupervisor：A/Prof.GengliminChang’anUniversity,Xi’an,China摘要在环境污染与能源紧张的推动下，生物柴油因其优良的环保型和可再生性，被视为清洁的柴油机代用燃料。同时为了进一步降低柴油机排放，可通过采用多次喷射与EGR结合的策略，通过改善燃烧过程，改善NOx和soot排放。本文以六缸涡轮增压柴油机为研究基础，在转速为1600r/min条件下，对不同掺混比例的混合燃料（BD100、BD90E10、BD80E20、BD70E30）进行了发动机台架试验，对
3、比分析了其燃烧及排放特性。另外，基于发动机台架试验结果，借助GT-Power一维仿真软件，研究了发动机转速为1600r/min时，预喷-主喷、主喷-后喷及预喷-主喷-后喷不同多次喷射策略以及不同EGR率对BD80E20的燃烧及排放性能的影响。试验结果表明：随着乙醇添加比例的增加，生物柴油/乙醇混合燃料的滞燃期逐渐延长；生物柴油可以有效的降低soot排放，且随着乙醇掺混比的增大，soot排放降低幅度逐渐增大，HC和NOx的排放随着乙醇添加比例的增加而增加。综合考虑，选取BD80E20为较适合的混合燃料比例。仿真结果表明：采用预喷-主喷策略，预-主喷间隔较小时，可改善s
4、oot和NOx,间隔较大和预喷油量增加时，NOx增加，soot降低。采用主-后喷策略时，可同时降低NOx和soot排放，小负荷时，宜采用较小的主后喷间隔，负荷增大，主后喷间隔也应适当增大，后喷油量增加，NOx和soot排放均降低。预喷-主喷-后喷喷油策略下的柴油机燃烧及排放规律，与预喷-主喷和主喷-后喷策略一致。总的来说，多次喷射喷油策略可以有效改善NOx和soot二者的trade-off关系，降低NOx和soot的排放。单次喷射时，随着EGR率的增加，NOx排放大幅度降低但soot增加，并且柴油机动力性和经济性降低，因此EGR率不宜过高，EGR率在0.2左右时，N
5、Ox和soot综合排放较好。EGR与后喷耦合时，发动机燃烧及排放规律与单次喷射相似，后喷对NOx的影响较小，但soot排放大幅度降低。关键词：生物柴油，多次喷射，燃烧，排放，废气再循环iAbstractDrivenbyenvironmentalpollutionandenergystress,biodiesel,acleanalternativefuelfordieselengines,hasattractedextensiveattentionfromdomesticandforeignexpertsbecauseofitsexcellentenvironment
6、alprotectionandrenewableproperties.Meanwhile,tofurtherreducedieselengineemissions,thecombinationofmultipleinjectionandEGRcanbeusedtoimprovetheNOxandsootemissionsbyimprovingthecombustionprocess.Basedonthesix-cylinderturbochargeddieselengine,thedifferentfuels(BD100,BD90E10,BD80E20,BD70E3
7、0)werebench-testedat1600r/min,andtheircombustionandemissioncharacteristicswereanalyzed.Basedonwhich,thisthesis,byusingGT-powerone-dimensionalsimulationsoftware,alsomadeafurtherstudyofvariousinjectionstrategies,includingpilot-mainspray,main-postinjection,andpilot-main-postinjection,an
