增压中冷柴油机燃用F-T柴油的燃烧波动特性分析

为了分析柴油机燃用F-T柴油的燃烧波动特性,在增压中冷直喷柴油机上对燃用F-T柴油和0号柴油的中高转速和负荷工况进行了对比试验研究。研究表明:在同一工况下,与0号柴油相比,燃用F-T柴油的燃烧始点较早,燃烧压力峰值较低,压力波动幅值较小;对燃烧压力进行频谱分析可以看出,F-T柴油的燃烧压力波动一阶主频率小于0号柴油的主频率,两种燃料的一阶主频率均随转速的增加而增大,随着负荷的增加有降低的趋势,且负荷对F-T柴油的影响较0号柴油更加显著。从燃烧振动噪声源的角度考虑,燃用F-T柴油有利于降低柴油机的燃烧噪声和缸内燃烧时的爆发冲击载荷。     

煤基醇类混合燃料柴油机的燃烧及排放特性

利用煤基费托(Fischer Tropsch,F-T)燃料的高十六烷值特性和醇类燃料的含氧特性,提出了F-T柴油掺烧醇类燃料的煤基混合燃料的思路。在F-T柴油中添加10%体积比的甲醇﹑乙醇与丁醇燃料,通过与0#柴油比较来研究不同的醇燃料对发动机性能的影响规律。结果表明:相对于0#柴油,该混合燃料的燃烧始点提前,燃烧放热中心累计放热量达50%时对应的曲轴转角CA50向后推迟,燃烧放热率第一峰值点降低,预混合燃烧放热量降低;第二峰值点升高,扩散燃烧所占比重增加。在外特性下,混合燃料的NO_x﹑碳烟与HCHO排放都大幅降低,并且相同体积甲醇燃料对于柴油机排放的优化效果更加明显。     

基于Converge的F-T煤制油燃烧与排放特性数值模拟研究

为了研究煤制柴油对柴油机燃烧排放性能的影响,通过Converge软件对1台1.46 L缸内直喷高压共轨柴油机燃烧F-T煤制油进行仿真试验,并与石化柴油的燃烧过程进行对比.研究结果表明:在柴油机低转速工况下,燃用F-T煤制油有效功率降幅较小,随着转速的升高,有效功率降幅增大;燃用F-T煤制油缸内压力低于燃用普通柴油,开始放热时刻较早,预混阶段喷油量较少使得预混放热峰值较低,在扩散燃烧阶段放热峰值高于普通柴油;燃用F-T煤制油炭烟排放量相比于柴油降低42％,NOx排放降低31％.     

共轨柴油机燃烧纯生物柴油的试验研究

对一台国产涡轮增压直喷柴油机燃烧0#柴油和纯生物柴油的动力性、燃油经济性和排放性能进行对比试验研究。试验结果表明,在柴油机不进行任何调整的情况下,燃烧纯生物柴油会降低其动力性和燃油经济性,但可大幅度改善CO、HC和PM的排放性能。     

增压中冷柴油机燃用F-T柴油的燃烧特性

在4100QBZL柴油机上对比研究了0号柴油和F-T柴油的燃烧特性。通过对比发现,与燃用柴油相比,柴油机燃用F-T柴油具有如下燃烧特性:燃烧压力峰值较低,峰值出现相位滞后;压力升高率峰值显著降低,峰值出现相位提前;放热率峰值降低明显,峰值出现相位提前;燃烧温度峰值基本不变,但峰值出现相位滞后;滞燃期显著减小,预混合燃烧期增大,扩散燃烧期在低负荷时增大,高负荷时减小;预/扩燃烧系数和预/扩燃烧率均较低;有效热效率和燃油经济性有所提升。     

强噪声背景下的柴油机失火故障诊断

柴油机失火是常见的故障模式,传统的诊断方法不仅参数获取困难且准确性差。针对此问题,以3缸四冲程柴油机为研究对象,设计了柴油机失火故障的预置试验,采集排气噪声和缸盖振动信号进行故障诊断研究。为提取强噪声背景下的微弱信号,采用二次采样随机共振系统提取柴油机故障特征频率完成柴油机的失火故障诊断。研究结果表明,通过二次采样处理,随机共振系统可以将噪声能量转移到柴油机微弱特征信号上,达到大参数条件下微弱信号特征提取的目的,能有效识别柴油机的早期故障,对其他复杂机械的振动诊断同样具有参考价值。     

引燃量与压缩比对甲醇/F-T柴油发动机燃烧特性的影响

为改善双燃料发动机大负荷粗暴燃烧,通过一系列台架试验,研究了费托(Fischer-Tropsch,F-T)柴油比例和发动机压缩比对此燃烧模式的燃烧特性的影响。试验中,采用煤基甲醇和F-T合成油柴油形成的全煤基双燃料发动机,采用高十六烷值的F-T柴油引燃甲醇预混合气。结果表明:与原机相比,双燃料发动机的燃烧更柔和,燃烧持续期明显缩短,经济性随F-T柴油比例增大和压缩比的减小而变差;随F-T柴油比例增加,燃烧粗暴程度增大,但在低F-T柴油比例下,降低压缩比有利于降低燃烧粗暴程度。因此,采用低比例F-T柴油适当减小压缩比有利于改善甲醇/F-T柴油双燃料发动机的燃烧和经济性能。     

柴油机状态监测与故障诊断特征参数研究

介绍了柴油机状态监测与故障诊断特征参数中的非振动参数和振动参数,前者包括能够表征柴油机整体性能的进气压力、转速波动和整机功率;后者包括能够表征柴油机故障信息的中波幅值脉冲、高波幅值脉冲、最大燃烧压力和燃烧均匀性值。对振动信号进行小波包分解,提取包含待诊断部件故障信息的频带能量指标作为故障诊断的特征参数。得到了柴油机状态及故障的特征参数及其变化规律,从而为开展柴油机在线监测和故障诊断提供了可靠的依据。     

柴油机燃烧振动波形的自适应提取及故障诊断

柴油机燃烧系统故障的振动信号分析方法之关键是波形提取,只有提取到正确的燃烧振动波形,才能得到可靠的诊断结论,将转速—振动双通道信号同时采集,借助转速脉冲对燃烧振动波形进行准确定位;提出了自适应提取方法自动提取到完整的燃烧振动波形,实现了柴油机燃烧均匀性分析和失火故障的自动诊断。应用该方法对一多缸柴油机进行诊断,确定其有3个缸存在失火故障,为现场应用提供了一种简便、直观且实用的诊断方法。     

通过缸内压力进行柴油机燃烧控制参数优化的研究

燃油耗、排放物和燃烧噪声一直是柴油机降低振动噪声的主要开发目标,以达到良好的燃油经济性、低排放要求。这些目标可以通过先进的发动机技术实现。随着电子执行系统广泛应用于柴油机,已经可以进行精准控制。由于主要开发目标极大地受到发动机控制参数的影响,因此,对燃烧控制参数的优化改进成为最具挑战性的任务之一。作为一种高效的方法,试验设计方法已经应用于发动机标定。为了开发出一种数学模型,必须测量输入和输出值。在发动机试验中,应用来自缸内压力信号的噪声指标,并与燃油经济性和排放物的互动关系进行了探索和分析。并用1.6L的乘用车柴油机对燃油耗和排放物对燃烧噪声的敏感度进行了量化。这一分析有关于发动机燃烧控制参数的极端的参数优化。避免这一极端参数优化可制订更均衡的发动机控制策略。     

通过缸压力进行柴油机燃烧控制参数优化的研究

燃油耗、排放物和燃烧噪声一直是柴油机降低振动噪声的主要开发目标,以达到良好的燃油经济性、低排放要求。这些目标可以通过先进的发动机技术实现。随着电子执行系统广泛应用于柴油机,已经可以进行精准控制。由于主要开发目标极大地受到发动机控制参数的影响,因此,对燃烧控制参数的优化改进成为最具挑战性的任务之一。作为一种高效的方法,试验设计方法已经应用于发动机标定。为了开发出一种数学模型,必须测量输入和输出值。在发动机试验中,应用来自缸内压力信号的噪声指标,并与燃油经济性和排放物的互动关系进行了探索和分析。并用1.6L的乘用车柴油机对燃油耗和排放物对燃烧噪声的敏感度进行了量化。这一分析有关于发动机燃烧控制参数的极端的参数优化。避免这一极端参数优化可制订更均衡的发动机控制策略。     

燃烧过程对轻型车用柴油机怠速噪声的影响

发动机噪声是车辆怠速噪声的主要来源。为研究某轻型卡车怠速开空调时车内噪声增大的问题，进行了发动机台架试验，试验对象为一台4缸、四冲程、涡轮增压中冷、电控高压共轨柴油机。试验测量了柴油机的气缸压力、声功率及近场噪声，通过比较声功率级，分析了柴油机在不同工况下的噪声变化。基于气缸压力计算了放热率、压力升高率等燃烧特性参数，基于近场噪声信号计算了近场噪声频谱，进一步研究了燃烧特性参数变化对不同频率近场噪声的影响。结果表明：冷却液温度小幅度降低时喷射策略确定的喷油正时提前，导致气缸最高燃烧压力及预喷燃油燃烧引起的压力升高率峰值显著增大，怠速噪声增大；750 r/min时喷射策略确定的喷油正时较早，压力升高率较大，最高燃烧压力在更靠近上止点的位置出现且持续时间较长，燃烧过程较780 r/min与820 r/min时更为剧烈，这是该转速下噪声较高的主要原因。开空调时循环供油量增加，燃烧过程更加剧烈，产生更高的压力升高率及最高燃烧压力，也会导致怠速噪声增大。此外，频率在1 000 Hz左右噪声的变化对该柴油机整体噪声水平的影响最大。     

F-T柴油与正丁醇混合燃料的燃烧和排放特性研究

F-T柴油具有十六烷值高、几乎不含硫和芳香烃的特点,正丁醇是能量密度较高的可再生的生物质燃料。在增压中冷4缸柴油机上对比研究了0号柴油、F-T柴油和F-T柴油-正丁醇混合燃料的燃烧、排放特性。结果表明:与柴油相比,掺混丁醇后缸内压力峰值、压力升高率降低;燃用F-T柴油-正丁醇混合燃料可同时降低炭烟和NO_x排放,随着正丁醇掺混比例的提高炭烟排放显著降低,F-T柴油掺混20%正丁醇的炭烟排放降幅高达67.8%,NO_x排放降幅达20.9%。     

采用柴油添加剂降低柴油机排放的试验研究

在CA6110ZLA8增压中冷柴油机台架上进行0#柴油及0#柴油加5种不同添加剂的比较试验。给出了柴油机排放物(CO,HC,NOx,PM)及燃油消耗率的测试结果。分析了不同成分或不同量的添加剂对柴油机排放和燃油消耗率的影响。     

柴油轿车燃用煤基F-T合成燃料的瞬态工况排放特性

依据GB 18352.3—2005Ⅰ型试验循环,对满足国Ⅳ排放标准的国产柴油轿车分别燃用国Ⅱ柴油(简称为F-T0);混合比例为10%(90%为国Ⅱ柴油,10%为煤基F-T合成燃料,体积比,简称为F-T10)的国Ⅱ柴油-煤基F-T合成燃料混合燃料的HC、CO、NOx、CO2和颗粒数量瞬态排放属性进行了研究。结果表明,GB 18352.3—2005Ⅰ型试验循环中,该车燃用F-T0与F-T10加速工况的HC、CO、NOx和CO2排放较高;随着车速的增加,该车燃用F-T0与F-T10的CO排放降低,CO2和NOx排放增加,HC排放呈先增加后下降再增加的变化趋势,核模态颗粒数量排放呈先增加后下降的变化趋势,积聚态颗粒数量排放呈先下降后升高再下降的变化趋势;随着车辆加速度的增加,该车燃用F-T0与F-T10的HC、CO、NOx和CO2排放增加;F-T0与F-T10怠速和匀速工况的核模态、积聚态颗粒数量排放较低;F-T0加速工况的核模态颗粒数量较高,F-T10低速加速及高速减速工况的核模态颗粒数量较高;F-T0与F-T10减速工况的积聚态颗粒数量排放较高;煤基F-T合成燃料可有效降低该柴油轿车的HC、CO、NOx、CO2和颗粒数量排放。     

煤基燃料燃烧颗粒物对颗粒捕集器沉积过程的影响

探讨了柴油机燃用代用燃料后,排气颗粒物结构特征的变化规律。依据柴油机台架试验,使用0%、5%、15%甲醇掺混比的F-T(Fischer–Tropsch)合成柴油,在标定工况下采集颗粒。用同步辐射小角散射分析方法测量颗粒物摩擦力、粒径等参数。基于实验数据,在EDEM软件中建立颗粒模型,模拟了颗粒碰撞沉积过程。结果表明：随甲醇掺混比的增加,甲醇、F-T柴油燃烧颗粒间摩擦力增加0.6 N,平均粒径增加2.44 nm。沉积过程中,颗粒捕集器（DPF）单元体非迎风面的沉积量急剧增加;颗粒沉积效率随沉积时间的增加而增加;随摩擦力增大、粒径增大,颗粒层厚度及颗粒链长度也随之增加。甲醇掺混比的改变使得颗粒整体向更多、更细的方向变化,燃料类型及掺混比的改变显著影响了颗粒在DPF载体上的沉积状态。     

基于小波包的柴油机振动故障诊断研究

往复式柴油机转动时产生振动是不可避免的这是由其复杂的结构和工作性质决定的,所以在柴油机故障诊断中,振动信号对于研究柴油机的振动特性和机械故障之间的内在联系起重要作用。通过从缸盖表面振动信号的小波包分解系数中提取整循环故障特征参数的方法,提取内燃机故障特征的研     

振动信号在内燃机检测中的应用

文章介绍了振动信号在内燃机检测中的应用.对振动信号采样频率、测点布置方式及传感器的安装方式进行了讨论,为振动信号的准确测量提供了依据.指出振动信号可用于内燃机气门系,燃油喷射系统及活塞等的故障诊断并对燃烧状态进行评价,得出今后可通过对振动信号的分析,获得和缸内燃烧相关的信息,对内燃机状态的诊断提供参考依据,并且能够为内燃机电子管理系统提供参考信号.     

车用柴油机加速工况时喷油与燃烧特性的研究

通过柴油机工作过程测量分析系统对一台直喷式车用柴油机加速时的喷油和燃烧过程进行了试验研究和计算,并计算了其加速过程中的总声压级;利用油滴蒸发准维燃烧模型对柴油机加速过程NOx 排放进行了模拟计算。研究结果表明,柴油机喷油和燃烧特性参数的综合效果对NOx排放值产生影响;柴油机加速时的燃烧噪声大于标定工况,加速工况时的NOx 排放浓度值变化较大,有时大于标定工况。     

CNG/柴油双燃料发动机燃烧特性研究

基于某高压共轨柴油机进行CNG/柴油双燃料发动机的燃烧特性研究。在不同工况下通过改变引燃柴油的喷射参数及空燃比改变燃烧特性,对发动机燃烧压力进行实时测量,对比分析双燃料发动机与柴油机的燃烧差异及引燃油量、引燃时刻和空燃比对双燃料发动机燃烧的影响。基于试验得出双燃料发动机的放热率、起燃时刻及燃烧持续期等特征,从而给出双燃料发动机性能提升建议。