裂解气对稀燃甲醇发动机性能影响的仿真研究

基于甲醇发动机三维模型，通过CONVERGE仿真软件计算分析了EGR稀释和空气稀释下进气道喷射裂解气对甲醇发动机燃烧特性和排放特性的影响。结果表明：掺烧甲醇裂解气后，缸内混合气分布趋于均匀；同一稀释比下，甲醇裂解气掺烧对空气稀释下燃烧速率的提高要大于EGR稀释；相同裂解气掺烧比下，EGR稀释的CO排放和HC排放明显高于空气稀释，NO_x排放明显低于空气稀释，甲醇裂解气掺烧在空气稀释下对CO和NO_x排放的降低相对于EGR稀释更为明显，HC排放则相反；随着甲醇裂解气掺烧比的增大，EGR稀释下的最高综合指示热效率逐渐逼近空气稀释，在裂解气掺烧比达到30%时，两种稀释方式的最高综合指示热效率只相差2.6%。     

柴油机进气预混微量甲醇裂解气的试验研究

在不改变6300ZC柴油机结构和参数的基础上,开发了柴油机进气管预混甲醇裂解气的试验系统,研究了预混微量裂解气时柴油机的燃油经济性与排放特性。研究结果表明,当柴油机进气预混甲醇裂解气的质量分数为2.5%~5.0%时,各负荷下节油率可达5%~8%,综合有效热效率明显提高,且随着裂解气掺烧浓度的增加,油耗呈下降趋势。与原机相比,NOx与炭烟排放大幅度改善,HC排放也有明显降低,CO排放略有上升。在高负荷时,NOx排放可降低37.6%,炭烟排放可降低43.5%。     

电控喷射单一燃料CNG轿车发动机的性能试验

研究了过量空气系数及点火时刻对某电控喷射单一燃料压缩天然气发动机的动力性、经济性和排放性能的影响.试验结果表明,在整个转速范围内,该发动机的有效燃料消耗率比汽油机平均降低了约17.7%,有效热效率平均提高了9.68%.在此基础上得到了在变过量空气系数和点火时刻下,该天然气发动机的燃烧、排放规律.     

甲醇发动机掺烧甲醇裂解气当量比燃烧特性研究

为评估当量比燃烧工况下掺烧甲醇裂解气对甲醇发动机性能的影响，以一台点燃式甲醇发动机为原型，建立三维仿真模型，并通过不同工况下的缸内压力试验数据进行模型标定。基于标定模型研究了当量比燃烧情况下不同裂解气替代比对发动机性能的影响。结果表明：增大甲醇裂解气替代比会导致缸压峰值、放热率峰值上升，且相应的曲轴转角提前，燃烧重心前移，燃烧持续期缩短。甲醇裂解气替代比增大，相应的发动机循环指示功逐渐减小，主要原因在于当量比燃烧情况下进入缸内的燃料质量及其总热值降低。在考虑尾气余热回收后，增大裂解气的替代比，指示热效率会有所上升，呈现先增大后减小的趋势，在替代比为50%时达到最大值41.26%。     

汽油机燃用纯甲醇的研究

本文介绍了在492QA型汽油机上燃用纯甲醇的研究。通过改进原机的燃烧室结构和提高压缩比(从7.2到9.5),以及改变化油器喉管的流通截面,进行了发动机性能试验,并测取了示功图。试验结果表明,发动机燃用纯甲醇时,性能良好,运转稳定,功率和扭矩指标达到了原机水平。在外特性的整个转速范围内。甲醇的燃料消耗率(按重量计)为原机燃用汽油时的1.51—1.69倍。最高有效热效率达34.9%,比原汽油机提高32.7%。     

MPI+GDI发动机稀薄燃烧性能研究

为了研究甲醇替代比和过量空气系数对复合喷射发动机稀薄燃烧及排放特性的影响,本研究基于1台自行改造的包含甲醇进气道喷射和汽油缸内喷射(M PI+GDI)的光学复合喷射系统发动机,建立三维仿真模型,进行缸压试验验证,研究稀薄燃烧条件下不同过量空气系数和甲醇替代比下缸内燃烧和排放特性.研究结果表明:随着过量空气系数的增大,火焰传播变慢,放热率峰值出现也晚,后燃现象增强,缸内压力峰值降低且相位推迟,指示热效率呈上升趋势;CO和NO x排放下降,未燃碳氢化合物(THC)排放先降后升,过量空气系数为1.4时最低,原因是适当增加过量空气系数可使燃烧更充分,但是过量空气系数过大导致燃烧不稳定.随着甲醇替代比增加,缸内压力峰值不断增加且相位提前,高甲醇比例的燃料燃烧速度快,燃烧重心前移,排气温度降低,NO x排放增加,T HC排放先降后升,CO排放降低.研究结果为甲醇汽油复合喷射发动机的参数优化设计提供了理论依据.     

YC6A220C柴油机排气余热裂解甲醇助燃的试验研究

在不改变YC6A220C柴油机结构和参数的基础上,从排气管道引出高温尾气裂解甲醇气进入柴油机进气管进行混合燃烧,研究了共轨燃烧甲醇裂解气时YC6A220C柴油机的燃烧排放特性.结果表明,与原机相比,燃用预混裂解气的发动机动力性基本无变化,经济性有所提高,在掺烧比为1.5%～6%时,各种负荷下节油可达4%～8%;在高负荷时,NOx排放可降低32.4%,碳烟排放可降低41.6%,HC排放也有明显降低.     

甲醇—柴油混合燃料在共轨发动机上的燃烧和排放特性研究

在1台电控高压共轨增压发动机上,不改变原机结构,采用甲醇—柴油混合燃烧的方式,进行燃烧排放特性分析。结果表明:在相同转速下,发动机的当量燃油消耗率随负荷的增加而降低;随着甲醇含量增加,发动机的最高燃烧压力、最高燃烧放热率和最高燃烧温度都逐渐升高;中低负荷时,发动机的CO和HC排放随着负荷的升高而减小,燃用混合燃料时较燃用柴油略有升高,且甲醇含量越高升高越多;燃用混合燃料时发动机的NO_x和炭烟排放较燃用柴油时有所降低,且随着负荷的升高而增大。     

汽油-天然气双燃料发动机性能研究

采用了调节进气压力信号传感器压力幅值比例来模拟双燃料发动机掺烧比例.在不同掺烧比例的情况下,研究了双燃料发动机的动力性能、经济性能和排放性能.研究结果表明:小压力信号比例时,混合气较纯气时稀,扭矩有所下降;随着压力信号比例的提高,喷油量加大,发动机扭矩提高.掺烧时有效双燃料消耗率增加,燃料经济性下降.HC、CO排放随压力信号比例提高而增加;NOX排放随压力信号比例提高先增加后减少.     

甲醇汽油机怠速稀燃特性的试验研究

为改善传统汽油机怠速稀燃的燃烧与排放特性,在1台加装了电控甲醇喷射系统的汽油机上对燃用汽油(M0)、50%质量比例甲醇汽油(M50)和纯甲醇(M100)3种燃料的发动机的怠速稀燃特性进行了试验研究。试验先后在过量空气系数a=1.1和a=1.3两组稀燃工况下进行,怠速转速稳定在800r/min左右。试验结果表明:添加甲醇后,两组稀燃工况下指示热效率均有所提升;发动机的火焰发展期、快速燃烧期和平均指示压力的循环变动系数随着甲醇比例的增加而降低;甲醇能够显著降低发动机怠速稀燃工况下的HC和NOx排放,CO2排放随着甲醇含量的增加也略有降低。     

电控汽油机燃用高比例甲醇汽油的改造

为解决电控汽油机在燃用高比例甲醇汽油时受空燃比自适应控制限制不能正常运转的问题,设计了能够嵌入电控单元与喷油器之间的喷油脉宽信号处理器,能够按照经过优选设定的增益对电控单元输出的喷油脉宽信号进行扩展,将燃用高比例甲醇汽油时的空燃比维持在理论空燃比附近。与燃用汽油相比,发动机在燃用M85甲醇汽油时的动力性略有降低,排放指标基本相当,能量消耗率则略有上升。     

M15甲醇汽油与93^#汽油的发动机性能参数

甲醇作为一种代用燃料,可以与汽油混合使用,人们对使用低比例甲醇燃料发动机的性能十分关注。文章对加入M15甲醇汽油和加入93#汽油的发动机分别经过300 h台架强化试验,测试发动机功率、扭矩及油耗率。强化后,2种燃料的动力性能相近,但M15甲醇汽油的燃料消耗量比汽油高出9%。在汽油发动机中,直接使用M15甲醇汽油,除发动机燃料经济性变差外其他基本无变化。     

柴油机在高原地区燃用混合燃料的试验研究

在高原地区对1台4100QB—2柴油机燃用生物柴油与柴油不同掺混比的混合燃料进行了台架试验。分析了混合燃料的物性,根据其物性和掺混比计算出当量燃油消耗率。对比分析了柴油机燃用混合燃料的有效热效率、机械效率和负荷特性。试验结果表明,在高原地区,柴油中加入体积比为10%~30%的生物柴油,柴油机的经济性有明显改善。     

乙醇汽油灵活燃料汽油机仿真计算

能源和环境问题推动了新能源汽车的开发和使用,乙醇作为替代燃料之一逐渐引起了人们的重视。通过一款4气门灵活燃料乙醇汽油发动机在3种比例E10,E50,E90下的热力学计算,对发动机燃烧乙醇汽油的工作过程进行了工作特性计算研究。着重对最大扭矩工况下发动机燃烧乙醇汽油混合燃料时压缩比、对点火提前角、进气门迟闭角及空燃比耦合作用下的发动机工作过程进行优化计算。对3种燃料进行对比分析,对整机性能做出预测。为优化汽油机结构和进一步的三维计算分析提供了依据。     

甲醇柴油在增压中冷压燃式发动机上的试验研究

采用助溶剂解决柴油和甲醇相溶性问题并配制出柴油醇燃料,在增压中冷压燃式发动机的结构和参数不作任何调整的条件下,进行了不同甲醇含量柴油醇的燃烧、性能和排放特性的试验研究。研究表明,在供油量一定的情况下燃用柴油醇,发动机的燃烧特性发生变化,导致性能和排放变化,且随燃料中甲醇含量的增加,变化趋势加剧,特别是在小负荷情况下。     

低比例甲醇汽油的油膜动态特性研究

在某发动机台架上进行了低比例甲醇汽油油膜动态特性试验，研究了不同工况下 M10甲醇汽油的油膜特性和甲醇比例对甲醇汽油油膜特性的影响。结果表明：发动机转速对甲醇汽油燃油沉积比例系数 X 和油膜蒸发时间常数τ的影响较小；冷却水温度对甲醇汽油的油膜蒸发时间常数τ的影响最大；同种工况下，甲醇比例在5％～15％之间时甲醇汽油的燃油沉积比例系数 X 达到最小；甲醇汽油比纯汽油更容易挥发，当甲醇比例低于10％时，甲醇汽油油膜蒸发时间常数随着甲醇比例的增加显著减小，但是当甲醇比例超过15％时，随着甲醇比例的增加，油膜蒸发时间常数变大。     

烃类添加剂改善M100甲醇发动机冷起动的试验研究

针对M 100甲醇发动机在低温环境下起动困难的问题,在M 100甲醇中添加烃类添加剂,改善甲醇发动机的低温起动性能.按体积比在M 100甲醇中分别添加15%汽油、8.5%异戊烷、10%石油醚作为添加剂,采用试验的方法测量了-20℃,-10℃,0℃三种环境温度下,甲醇发动机的起动性能.结果表明:甲醇中添加15%的汽油、8.5%的异戊烷、10%的石油醚,-20℃时M 100甲醇发动机可以正常起动,起动时间小于3.5 s,在-10℃时起动时间小于2.5s,在0℃时起动时间小于1.5s;环境温度为-10℃时,增大首循环喷射脉宽有利于缩短起动时间,首循环喷射脉宽从110 m s增大到130 m s,添加上述比例添加剂后,M 100甲醇发动机的起动时间分别缩短0.2s,0.2s,0.05s.     

EGR对柴油-天然气双燃料发动机稀燃的影响

在一台由柴油机加装天然气供给系统改装而成的双燃料发动机上进行试验,分别研究了EGR率和过量空气系数(a)随喷油提前角变化对双燃料发动机的影响。结果表明:当EGR率为0时,a过大导致热效率降低。增大喷油提前角使着火提前,燃烧得以改善,最大压力升高率和最高燃烧压力提高,热值折合燃料消耗率降低。喷油提前角一定时,最大压力升高率、最高燃烧压力随EGR率的增大先升高后降低,热值折合燃料消耗率先降低后升高,EGR率为20%时热值折合燃料消耗率达到最低值。采用EGR技术能有效降低NOx排放,但HC,CO,CH4和炭烟排放随着EGR率的增大而增大;增大喷油提前角使缸内柴油预混燃烧比例增加,HC,CO,CH4和炭烟排放降低。因此,采用EGR时应适当增加喷油提前角。     

汽油/CNG双燃料发动机的试验研究

将HH368Q汽油机改装成汽油/CNG双燃料发动机,在相同试验条件下,分别对燃用汽油和CNG时的动力性和排放性能进行对比试验,结果表明,改装后的发动机燃用CNG时比燃用汽油时的动力性下降13%;在怠速和中、小负荷工况时排放却比燃用汽油时有明显下降。同时,还对三元催化反应器对燃用CNG时的催化效率和CNG作为代用燃料时发动机存在的问题进行了讨论。     

新型含氧混合燃料对柴油机燃烧和排放的影响

进行了丙二醇单丙醚(PGPE)/乙二醇二甲醚(EGDE)混合物用作柴油机含氧燃料的研究,对比了柴油机燃用柴油、PGPE/EGDE体积分数分别为15%和25%的混合燃料时的燃烧和排放特性。试验表明PGPE/EGDE混合燃料的燃烧特性与0号柴油相比,滞燃期、燃烧持续期和热效率等差异较小,最高燃烧压力小幅下降;显著降低柴油机中高负荷时的碳烟和CO排放,降幅分别可达73.9%和37.5%,NOx排放无显著变化,但HC排放增加。