1.进气温度对二甲醚发动机缸压和放热率的影响
图20-17为进气温度对缸压的影响。从图20-17中可以看出,随着进气温度的上升,最高缸内爆发压力增大。进气温度10℃时的最高爆发压力为11.47MPa,进气温度30℃时的最高爆发压力为11.71MPa,增加了0.24MPa。当进气温度升高到60℃时,最高爆发压力为11.99MPa,比10℃时增加了0.52MPa。最高压力所对应的位置前提。进气温度10℃时的最高爆发压力对应的位置为14°CA ATDC,30℃时为13°CA ATDC,提前了1°CA,60℃时又提前了0.5°CA,为12.5°CA ATDC。进气温度愈高,燃料愈容易着火,滞燃期愈短,燃烧相对提前。而进气温度越高,接近上止点时的压缩压力越高,最高燃烧爆发压力越大。
图20-18为进气温度对放热率的影响。由图20-18可知,进气温度越高,放热率曲线越靠前,预混合燃烧的峰值越低。进气温度升高,滞燃期缩短,预混合燃烧在整个燃烧过程中所占比例减小。
图20-17 进气温度对缸压的影晌
(n=1400r/min,BMEP=1.14MPa,供油提前角12℃A BTDC,12mm柱塞)
图20-18 进气温度对放热率的影晌
(n=1400r/min,BMEP=1.14MPa,供油提前角12℃A BTDC,12mm柱塞)
2.进气温度对进气量和排温的影响(www.daowen.com)
图20-19为进气温度对进气量和排气温度的影响。从图20-19中可以看出,进气量随着进气温度的升高而降低。进气温度10℃时的进气量为679.5kg/h,而当进气温度升高到60℃时,进气量降为590.2kg/h,减少了13.1%。相应的,空燃比随着进气温度的升高而降低。
图20-19 进气温度对进气量和排温的影响
这主要是由于进气温度升高导致进气密度下降,二甲醚发动机的循环进气量减少。同时,发动机排气温度却随着进气温度的升高而增大,进气温度10℃时的排气温度为418℃,而进气温度为60℃时,排气温度上升到482℃。排温升高会引起发动机的燃油消耗率上升。
3.进气温度对燃油消耗率和NOx排放的影响
图20-20为进气温度对NOx排放和燃油消耗率的影响。从图20-20中可以看出,随着进气温度的升高,NOx排放和燃油消耗率都升高。进气温度10℃时的NOx浓度排放为795×10-6,而进气温度60℃时的NOx浓度排放为1193×10-6,比10℃时上升了50.1%。当进气温度从10℃升高到60℃时,燃油消耗率从原来的203.2g/(kW·h)上升到206.5g/(kW·h)升高了1.6%。这主要是由于随着进气温度的升高,进气量减少,缸内爆发压力和最高燃烧温度升高,加速了NOx的生成,同时导致发动机经济性恶化。
图20-20 进气温度对NOx排放和油耗率的影响
综上所述,进气温度对二甲醚发动机的燃烧和排放影响很大。在同一工况下,随着进气温度的升高,进气密度降低,二甲醚发动机循环进气量减少,最高燃烧温度上升,致使NOx的排放增大。进气温度上升导致排温升高,燃油经济性恶化。
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