舰用高压共轨柴油机燃烧与排放的仿真计算

利用高速闪光摄影技术，对高压喷射喷雾体空间发展规律进行了试验分析，提出了一个计算高压喷射喷雾体发展的数学公式．在正确描述高压燃油喷雾的基础上，建立了一个能预测高压共轨柴油机性能和排放的准维燃烧模型．此模型改进了燃油喷射模型以及碳烟的生成与氧化模型，考虑了燃烧区的区间传热和缸内工质的对流辐射传热，由此对一台高压共轨柴油机进行了仿真计算，计算与试验结果对比分析表明，改进后的燃烧与排放模型能够较好地反映缸内各区的燃烧与排放情况．     

电控柴油机燃油喷射技术

柴油机电控燃油喷射系统在满足排放法规的条件下,能大大提高柴油机的燃油经济性和动力性。柴油机电控燃油喷射系统是在传统燃油喷射系统基础上发展起来的,由位置控制和时间控制两种主要形式构成。柴油机高压燃油共轨技术被公认为20世纪3大突破之一,将成为21世纪柴油机燃油系统的主流。分析柴油机电控燃油喷射系统的优点、类型及应用,着重介绍柴油机电控燃油喷射系统的控制原理。     

不同进气压力对高密度-低温柴油机燃烧的数值模拟

用fire软件模拟分析不同进气压力对高密度-低温柴油机燃烧和性能的影响;对4100柴油发动机进行模拟计算。结果表明:不同进气压力情况下,其燃烧路径大部分避开Soot和NOx的主要生成区域;提高进气压力会使燃烧充分,放热速率加快;进气压力对发动机性能影响明显,进一步增大进气压力能在Soot和NOx排放有效降低的同时,发动机的动力性能明显提高而燃油消耗降低。表明高密度-低温柴油机燃烧模式能够通过提高进气压力同时降低排放和提高热效率。     

位置式分配泵电控柴油喷射技术

在满足排放法规的条件下,柴油机电控燃油喷射系统的应用,大大提高柴油机的燃油经济性和动力性。柴油机电控燃油喷射系统与汽油机电控燃油喷射系统有许多共同之处,柴油机电控燃油喷射系统的关键技术及难点为柴油喷射电控执行器。分析柴油机电控燃油喷射系统的优点,对分配泵供油技术和位置式电控分配泵控制技术进行详细论述,对电控柴油喷射技术有一定指导。     

电喷汽油机燃用甲醇-汽油混合燃料的性能

为了研究不同体积分数的甲醇-汽油混合燃料对多点电喷汽油机性能和排放的影响,通过发动机台架试验,对比分析了发动机的动力性、经济性及排放特性,并用气相色谱分析仪测量了目前法规尚未限制的甲醇和甲醛排放,探讨其排放特性及生成机理。实验结果表明:在外特性工况运行时,甲醇-汽油混合燃料发动机的输出功率在高转速时略高于汽油机,有效燃料消耗率比汽油机低,有效热效率比汽油机高;在负荷特性工况运行时,混合燃料发动机的有效燃料消耗率和有效热效率与汽油机基本相当;随着混合燃料中甲醇体积分数的增加,CO排放有所降低,NOx排放几乎保持不变,THC排放在大负荷时略有升高;混合燃料发动机的甲醛排放明显高于汽油机,并且随甲醇体积分数的增加而增大,而甲醇排放低于汽油机。     

Z6150ZLCZ-5型船用柴油机排放控制的试验研究

文章以南通淄柴船舶机械公司生产的Z6150ZLCZ-5型柴油机为对象,针对影响柴油机排放的各种因素,通过大量的试验研究,优化匹配了供油提前角、启喷压力。通过分析台架试验结果,总结了各参数对排放的影响,为船用柴油机满足排放标准拓宽思路,为该机型的进一步研发奠定基础。     

电喷汽油机燃用甲醇/汽油混合燃料的燃烧特性

为了研究在汽油中掺混不同比例甲醇时对多点电喷汽油机燃烧放热规律的影响,通过实测示功图,对比分析了各种燃烧特征参数随发动机运行工况的变化规律。分析结果表明:在中、低转速时,甲醇/汽油混合燃料发动机的最高燃烧压力和最大压力升高率在中、小负荷时与汽油机基本相同,在大负荷时略高于汽油机;在高转速时混合燃料发动机的最高燃烧压力和最大压力升高率明显高于汽油机;在整个负荷范围内,混合燃料发动机的着火延迟期比汽油机的略长;混合燃料发动机的燃烧持续期在小负荷时比汽油机短,在中、大负荷时与汽油机基本相同;在中、小负荷时,汽油机的最大燃烧放热率和循环变动系数略高于混合燃料发动机,在大负荷时,两者基本相同;发动机转速对燃烧特征参数随掺混比的变化趋势没有明显的影响。     

柴油机两级相继增压系统设计与匹配试验研究

为改善低工况条件下因增压压力不足而造成柴油机缸内燃烧恶化问题,将两级增压（two-stage turbocharging,TST）与相继增压（sequential turbocharging,STC）技术相结合.首先,通过推进特性试验进行两级相继增压与柴油机匹配计算,确定增压器型号;其次,利用GT-power软件得到增压器与柴油机联合运行曲线,验证方案的可行性;最后,进行台架试验,分析推进特性和负荷特性下两级相继增压对柴油机性能影响.试验结果表明：推进特性条件下,在0～50%负荷区间,采用单涡轮增压（1TC）可以改善燃烧恶化问题;在50%～100%负荷区间,采用双涡轮增压（2TC）能够进一步提高空燃比,改善缸内燃烧,尤其在60%负荷下,燃油消耗率相比原机降低8.08%;两级相继增压模式在低转速、全扭矩及中高转速、高扭矩运行区域,可实现增压器的良好匹配.     

LPG/柴油混合燃料发动机的放热规律

分析了负荷、转速、掺混比、供油提前角、喷射压力等因素对双燃料发动机燃烧压力变化规律、放热规律、着火特性等的影响。结果表明：混合燃料的滞燃期明显比柴油长，掺混比越高，滞燃期越长；掺混比较小时，混合燃料发动机的最高燃烧压力和最大压力升高率与柴油发动机基本相同，而掺混比较大时，则有很大不同；随掺混比的提高，放热率峰值略有增加，所对应的曲轴转角后移；供油提前角和喷射压力对双燃料发动机的燃烧过程也有一定的影响。     

燃用生物柴油增压柴油机的性能和排放

为了在柴油发动机上优化生物柴油的应用,利用发动机台架试验,对比分析了不同掺混比生物柴油对增压直喷柴油机排放、燃料经济性和动力性的影响,在不同转速和负荷下,研究了发动机的碳烟、NOx、CO与HC排放及有效能量消耗率和功率。试验结果表明:与柴油相比,燃用B10、B20、B30、B50、B80和B100生物柴油的发动机碳烟排放平均降低了34.69%,NOx排放平均增加了25.01%,HC排放平均降低了33.05%,CO排放在满负荷下平均增加了11.13%;虽然有效燃料消耗率有所增大,但有效能量消耗率平均降低了2.18%;功率平均增加了5.34%;生物柴油碳烟排放降低的百分比较NOx排放增加的百分比分别提高了7.01%、15.37%、14.17%、10.45%、6.73%和4.39%,因此,B20掺混比最佳。     

冷却水温度对汽油机起动性能影响的试验研究

以不同发动机水温测试汽油发动机起动时的转速、喷油时间、当量比及HC的排放量,并对测试所得的数据进行处理分析,得出汽油发动机起动时冷却水温度和发动机性能及HC排放之间的关系．试验结果表明,在冷起动时HC的排放量大大高于热起动时HC的排放量,且在发动机水温低于70℃时,提高发动机冷却水温度能大幅减少HC的排放;在发动机水温度超过70℃时,提高发动机冷却水温度对减少HC的排放作用不大;提高发动机冷却水温度还有利于改善发动机的燃烧,从而提高其动力性和燃油经济性．     

小型船用柴油机排放控制的措施研究

以Z6150ZLCZ-5型船用柴油机为分析了对象,分析了供油提前角、启喷压力、海水温度等对柴油机排放、油耗的影响,在此基础上对原有机型进行了改进。通过对改进机型进行排放测试,证明各方面的改进取得了预期的效果。该试验研究为船用柴油机满足排放控制的要求拓宽了思路,为该机型的进一步改进提供了可靠依据。     

步进电机式怠速控制装置的结构原理

怠速控制(ISC)是在保证发动机排放要求且运转稳定的前提下,尽量使发动机保持最低稳定转速,以降低怠速时的燃油消耗量。怠速时喷油量的控制由燃油喷射控制系统根据与空气量相匹配的原则进行增减,以达到目标空燃比。主要介绍步进电机式怠速控制装置的组成,步进电机式怠速控制阀的主要结构及步进电机式怠速控制装置的控制原理。     

柴油车烟雾排放量测试新方法

在发动机燃料与空气燃烧的化学反庆及反应前后各化学元素的平衡关系的基础上，分析了柴油机尾气排放量与燃料消耗量及排气成分中各成分排量之间的关系，建立了道路车辆烟雾排放的测量模型和测量方法，并在发动机试验台架及车辆路试中验证了该模型具有一定的测试精度。     

超大航深涡轮发动机系统的闭环控制

开式循环涡轮发动机系统由于其高工作性能、便于实现而在高速自主式水下航行器中得到广泛应用,但是该系统在大排气压强、低速运行时呈现出不稳定特性,使得控制系统的设计变得困难。为此建立了超大航深涡轮发动机系统的闭环控制数学模型,充分利用系统执行结构以及燃烧室压强的小惯性特征,以针对推进剂秒耗量进行控制律的设计取代通常的针对变量燃料泵排量的控制律设计。仿真结果表明闭环控制系统响应无超调,上升时间小于8S,控制品质良好,控制算法简单,主要参数可变动幅度为30％,鲁棒性强,控制系统整定容易,便于工程应用。     

柴油机燃用柴油-二甲醚混合燃料对其性能及排放的影响

二甲醚是一种适用于压燃直喷式柴油机的很具潜力蹬代用燃料，除了无碳烟排放的重要特点以外，和柴油相比二甲醚还具有较好的燃烧性能，较低的自然温度和较好的雾化特性，但二甲醚较差的润滑性会带来一些问题，例如磨损和泄漏，这是一个很难处理的问题。文中对直喷式柴油机燃用二甲醚柴油混合燃料进行了实验研究，对二甲醚重量比分别为0％（纯柴油），10％和20％的混合燃料进行了评测，并测量了发动机的性能和排放，结果表明，与纯二甲醚相比，柴油－二甲醚混合燃料具有较高的润滑性能，及和纯柴油相比，具有较好的喷射雾化性能，同时发现发动机在燃用柴油时的工作特性和燃用柴油－二甲醚混合燃料时的工作特性是可以比较的，当混合燃料中的二甲醚的比例为20％，NOx，碳烟和CO的排放量分别降低了11％，42％和29％，和燃用柴油相比，HC排放量在轻载时较高，在重载时较低。     

燃油硫分对柴油机排气成分的影响

为研究燃油中不同的硫质量分数在柴油机内的燃烧状况及对柴油机排气成分的影响,通过对比试验,利用化学发光法、定电位电解法、磁气风式法、Galvanic Cell Type法及过滤称重法分别测定了硫分质量分数为0、1.5、3.0和5.0时的NOx、SOx、COx、残碳颗粒(DS)及可溶性有机物质(SOF)的浓度及对着火延迟的影响。实验结果表明燃油硫质量分数对柴油机燃烧状况有着一定程度的影响,随着燃油硫质量分数的增加,燃油消耗量也随之增加,在硫质量分数3.5%范围内对燃油消耗量的影响最为显著,随后处于平缓,并从而影响排烟温度。CO随硫质量分数的增加而明显上升,但CO2基本保持不变;随着硫质量分数的增加,SOF生成量反而下降,而DS的生成量则随之上升;NOx含量随着燃油中硫分质量分数的增加而呈下降的趋势。     

含水酒精在发动机上的应用研究

介绍了含水酒精经过重整作为发动机代用燃料的技术,分析了含水酒精重整富氢混合气作为发动机燃料的优点,并在经过改造的汽油机上进行了燃用含水酒精重整气的试验研究.试验结果表明,利用发动机的排气余热可使含水酒精在催化剂的作用下重整为富氢的混合气,发动机燃用含水酒精重整气可实现稀薄燃烧,NOx排放显著降低.     

柴油机燃用生物柴油颗粒SOF排放实验研究

以车用柴油机为样机,研究发动机燃用生物柴油的常规排放,重点探讨其可溶有机组分的排放特性。研究所用燃油为柴油和生物柴油掺混,一种为配比20%的B20燃油,另一种为纯生物柴油B100。结果表明:与柴油相比使用柴油机燃用生物柴油后烟度变化并不明显,但在1 000rpm时全负荷工况明显下降,NOX排放数据有所增加;B100的SOF排放浓度及其占总颗粒物的百分比最大,B20最小;总颗粒物B100最少,B20最多;B100的SOF/DS基本上随转速增高而下降。     

Combustion Optimization Model for NO_x Reduction with an Improved Particle Swarm Optimization

This paper focuses on the combustion optimization to cut down NO_x emission with a new strategy.Firstly, orthogonal experimental design(OED) and chaotic sequences are introduced to improve the performance of particle swarm optimization(PSO). Then, a predicting model for NO_x emission is established on support vector machine(SVM) whose parameters are optimized by the improved PSO. Afterwards, a new optimization model considering coal quantity and air quantity along with the traditional optimization variables is established. At last,the operating parameters are optimized by the improved PSO to cut down the NO_x emission. An application on 600 MW unit shows that the new optimization model can cut down NO_x emission effectively and maintain the load balance well. The NO_x emission optimized by the improved PSO is lowest among some state-of-the-art intelligent algorithms. This study can provide important guides for the low NO_x combustion in the power plant.