第1期（总第228期） 2017年2月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
No,1(Serial No.228)
Feb.2017
EGR对柴油-天然气双燃料发动机稀燃的影响
宋赞"，潘五萍"，杨升"，究仕根”，黄豪中2
(1.广西玉荣机器股份有限公司，广西玉林537005；2.广西大学机械工程学院，广西南宁530004）
摘要：在一台由荣油机加装天然气供给系统改装而成的双燃料发动机上进行试验，分别研究了EGR率和过量空气系数(.)随喷油提前角变化对双燃料发动机的影响。结果表明；当EGR率为0时，事。过大导致热效率降低。增大喷油提前角使着火提前，燃烧得以改善，最大压力升高率和最高燃烧压力提高，热值新合燃料消耗率降低。喷油提前角一定时，最大压力开高率、最高燃烧压力随EGR事的增大先开高后降低，热值折合燃料消耗率先降低店升高，EGR率为20%时热值折合燃料消耗率达到最低值。采用EGR技术能有效降低NO，排放，但HC,CO,CH。和炭烟排放随着EGR率的增大而增大；增大喷油提前角使红内荣油预混燃烧比例增加，HC,CO,CH和炭烟排放降低。因此，采用EGR时应适当增加喷油提前角。
关键词：双燃料发动机；废气再循环；稀薄燃烧；过量空气系数；喷油提前角 DOI: 10,3969/j.issn,1001-2222,2017.01,009
中图分类号：TK421.5
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2017)01-0049-05
柴油引燃预混天然气是指在双燃料模式下，天然气作为双燃料发动机的主要燃料与空气混合后进人燃烧室，活塞接近上止点时微量柴油经由喷油器喷人后自着火引燃混合气体。相比于传统柴油机，柴油引燃天然气双燃料发动机的氮氧化物（NO，）、颗粒物（PM）和二氧化碳（CO。）排放量有所降低(1-3)，但一氧化碳(CO)和总碳氢化合物(THC)的排放增加，而THC中大部分是未燃甲烷(MHC)[4]。因此，当务之急是进一步改善双燃料发动机的燃油经济性以及CO和MHC的排放。
自着火正时控制是HCCI双燃料发动机的研究重点之一，而通过废气再循环(EGR)和改变过量空气系数（，)可以间接地控制燃烧相位和燃烧持续期。Fathi等5通过改变EGR率，研究天然气-柴油双燃料HCCI发动机在效率和排放上的最佳燃烧相位，研究显示，应用EGR之后，经济性提升，NO，排放降低，但HC和CO排放增加。Jafarmadar等[]在一台天然气-柴油双燃料HCCI发动机上，保持柴油量不变，研究不同EGR率对燃烧的影响。结果表明：当EGR率从0%增加到30%时，效率从48.9%降低至 28.7%，燃烧不完全；因氧浓度降低，混合燃料的累计热损失从10.1%降低至5.64%。Srinivasan等研究了天然气-柴油双燃料发动机引入热EGR在低负荷
收稿日期：2016-07-18；修回日期：2016-11-09
时对燃烧稳定性的影响，结果表明，指示平均有效压力的循环变动率随着热EGR率的增加而降低，当喷油定时为60°BTDC时，循环变动由EGR率为 0%时的30%降低至EGR率为21%时的5%， Weil8等在此基础上提出，虽然天然气-柴油双燃料发动机的有效压力和传统柴油机相比较高，有利于喷油的提前及火焰的传播，但是在低负荷时，需要提高进气温度或者引人热EGR来增强燃烧稳定性。林志强等对柴油引燃式天然气发动机过量空气系数的浓限和稀限进行了研究，通过试验得出结论：天然气与空气混合的过量空气系数存在的最佳范围为 1.4～2.0，超出该浓限，NO，排放将会超出排放法规的限制。宋建桐等0)研究压缩天然气在柴油机上的应用，结果显示；不同转速下，随着过量空气系数的降低，功率增大，有效燃油消耗率降低，NO，增加，HC和CO的排放在，>1.6时增加，而在 $.<1.6时减少。余小草等11在天然气发动机上研究3种不同稀释方式对NO，排放的影响，结果表明：采用空气与EGR双重稀释的方式能够有效拓展天然气发动机的稀释极限，并且在经济性保持不变的情况下大幅降低NO，排放，最大降幅为48%。
双燃料发动机与传统柴油机相比，保留了较好的经济性和动力性，排放性也有所改善，兼具
基金项目：广西科学研究与技术开发计划（桂科攻1598007-44)；广西自热科学基金资助项目（2014GXNSFGA118005）
作者简介：朱费(1984—），男，博士，主要研究方向为天然气发动机燃烧与排放控制;dieselzhu③163.com。通讯作者：黄豪中(1976一)，男，教授，博士，主要研究方向为发动机燃烧与排放控制；hhz421@gxu,edu.cn