限制发动机有害排放已经为世界各国所接受,国际社会早已制定相应的法规对其进行限制,各国也在致力于发展经济的同时.大力开展对有害排气处理和限制进行研究。船用柴油机作为水路运输的主要动力,减少其有害排放,是目前航运界关注的重要问题之一。本文主要就扫气箱喷水雾减少船用四冲程柴油机氮氧化物(NO_x)排放问题作较深入的探讨和研究, 气缸中加水燃烧减少柴油机NO_x排放的方法较为简单、成本较低。但采用此种方法.应保证进入气缸内的水不会破坏气缸润滑油膜。不应产生非正常磨损:此外,应确定进入气缸水的数量,保证柴油机缸内完善的燃烧,柴油机的工作指标和使其他排放特性不受影响。本文设计了扫气箱喷水雾系统,实验证明在与足够细水雾混合后,即使空气温度较低的状况下,也能够短时间内产生饱和空气。保证水雾能够在短时间内与扫气箱中空气充分混合,并可避免水直接进入气缸,本系统具有能耗低、雾化效果好、操作维护简单等特点。通过实机试验证明,达到预期效果。 通过计算研究,证实柴油机进气加湿实质上是利用水分子吸热量大的性质,使得燃烧期间缸内温度降低,延缓了NO生成速度。在模拟计算研究NO生成的过程中,应用多区燃烧模型结合辐射传热模型来进行计算,避免了以往计算中由于简化假设缸壁温度边界条件过多所带来的计算误差,模拟更加接近实际。考虑到预测计算主要是缸内NO的形成,而NO主要产生在高于1200K的区域,因此忽略缸内温度较低的进排气过程和膨胀后期过程计算,使计算机叠代大大简化和收敛。计算结果基本符合实际状况。在对MAN-B&W6L23/30-A船用柴油机模拟计算研究中得出:在柴油机标定工况时,进气由湿度从30%增加到100%,柴油机NO排放可减少约12%。 为进一步证实扫气箱喷水雾减少船用四冲程柴油饥NO_x排放的可行性,首次在与船舶动力装置相同的系统上进行了实验研究。研究结果证明:扫气箱喷水加湿的方法,能够有效地控制柴油机NO_x排放量。在标定工况下工作时NO_x排放减少达到13%以上:在扫气箱喷水加湿的情况下柴油机排放特性并没有恶化;柴油机的工作性能指标没有受到不良影响。并且在相同的功率/转速下,各缸排烟温度