【作者】

Yoshinori Kaji，Tetsuji Yamada，Kazuyuki Kobayashi

【摘要】

预燃室已被用于工业用气体机实现低NOx排放和高热效率指标（CIMAC 2013 No.289, CIMAC 2010 No.182)。由于预燃室内混合气的过量空气系数一般为当量比，因此会产生较多的NOx。基于之前的CIMAC文章所述(CIMAC 2016 No.203)，稀薄燃烧天然气发动机有大约75%的NOx排放来源于预燃室。如果通过降低预燃室内的燃气量来降低NOx排放，则又会因为预燃室内初始火核不稳定而带来缸内燃烧变动水平的增大。换句话说，燃烧稳定的区间变得狭窄。因此，为了改善NOx和热效率的折中关系、降低NOx排放，同时抑制缸内燃烧循环的变动，则稀薄混合气预燃室可以作为一种较好的解决方案。 第一步，先对缸内混合气均匀性进行研究，具体包括利用CFD开展缸内涡流和滚流的分析，并基于此对进气道、活塞顶等的设计进行优化。 下一步就是对预燃室内空燃比的分布进行优化。目的是找到保持燃烧稳定性下较稀薄的混合状态。由此带来的影响还包括由于预燃室内较稀薄的混合气而带来热负荷的降低，这样就有可能抑制润滑油的预喷量(ISME A02-205)。基于这些步骤，针对热效率、THC、指示压力循环变动在原机方案（预燃室内为当量比混合气）和稀薄预燃室方案下进行试验验证。 试验结果表明，在相同点火正时下，稀薄预燃室可以在保持THC排放和指示压力循环变动不变的情况下降低约20%的NOx排放，同时可以改善NOx和热效率的折中关系。本文对各步骤下的内容和试验结果进行介绍。

【会议名称】

第29届CIMAC会议

【会议地点】

加拿大 温哥华

【下载次数】

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