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Miller 循环中速柴油机燃烧和排放特性的模拟

2014-04-01冷先银赵强隆武强田江平魏胜利王爱国钟兵王红新

中南大学学报(自然科学版) 2014年12期

冷先银,赵强,隆武强,田江平,魏胜利,王爱国,钟兵,王红新

(1. 江苏大学 汽车与交通工程学院,江苏 镇江,212013;2. 陕西柴油机重工有限公司,陕西 兴平,7131003;3. 大连理工大学 内燃机研究所,辽宁 大连,116023)

随着人们对环境保护的不断重视,国际海事组织(IMO)、美国环保局(EPA)等机构都针对船舶发动机推出了严格的船舶尾气排放法规。其中,IMO Tier III法规将于2016 年开始实施,其对船舶发动机NOx排放的限值比当前正在实施的IMO Tier II法规下降75%左右,这给船舶发动机性能研究和技术开发提出了重大挑战。另外,考虑到温室气体排放控制的压力以及船东对发动机生命周期成本控制的要求,希望NOx排放控制措施的技术成本及其对柴油机燃油经济性的负面影响降到最低[1]。目前,选择性催化还原(SCR)、双燃料发动机(DF)和废气再循环(EGR)都被认为是可达到IMO Tier III 排放法规的技术,但由于受多种不确定因素的影响,目前尚难明确哪种技术为最佳的解决方案,因此,有必要对所有可能的技术进行深入细致分析,探讨各种技术的NOx减排潜力、对燃油经济性的影响及其生命周期成本,建立相关数据库,从而根据用户的具体需求设计适当的燃烧系统和NOx排放控制装置。Miller 循环、两级涡轮增压和EGR 技术的联合应用被认为是一条可行的IMO Tier III 排放技术路线[2]。一些学者对于利用Miller 循环控制发动机的NOx排放进行了热力学循环模拟分析[3-4],但这种分析所采用的预设放热规律难以准确预测Miller 循环条件下气缸边界条件的变化对柴油机燃烧和排放特性的影响。……

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