氨燃料汽车发动机燃烧技术研究进展

为缓解全球气候变暖，可考虑在汽车发动机上燃烧零碳氨燃料以减少碳排放。但由于氨 （NH3）的燃点高、最小点火能量高以及燃烧缓慢等劣势，需要借助氢气 （H2） 作为助燃剂，帮助改善氨燃料发动机的燃料燃烧过程。针对国内外相关文献进行综述，总结了氨氢双燃料发动机掺混燃烧调控方法的研究进展，并分析了氨催化分解制氢与氨燃料发动机耦合的研究现状，发现采用氨燃料在线重整制氢可以避免采用双燃料供给系统。研究结果表明，氢气助燃能提高氨燃料发动机的燃烧速度，降低NOx的排放量。对于氨燃料发动机依旧存在的动力性能下降和未燃氨气排放等问题，仍需在今后的研究中探索解决。     

多燃烧模式下掺氨发动机试验研究

氨(NH3)作为一种无碳、低成本、来源广的氢载体燃料,在未来碳中和内燃机研发中将起到重要作用.该文在快速压缩机、高压缩比汽油机和柴油机平台,系统对比研究了氨气掺混对火焰传播、均质压燃、均质引燃3种燃烧模式的影响.结果表明:氨气压燃着火过程在燃烧室中呈现顺序自燃特征,点燃模式下氨的火焰传播速度仅为0.66 m/s.氨是良...     

柴油微引燃乙醇发动机燃烧、性能及排放特性研究

柴油微引燃乙醇发动机采用进气道喷射乙醇、缸内直喷微量柴油引燃的方式进行燃料供给。基于单缸四冲程柴油机,对其燃烧、性能及排放特性进行研究,固定引燃柴油喷射量为发动机能实现压燃着火的最小值,在进气压力为0.15 MPa时比较不同乙醇喷射量的工况组,通过改变柴油喷射时刻进行工况扫描。结果表明,引燃柴油的喷射时刻对发动机的燃烧、性能和排放影响显著。柴油微引燃乙醇发动机在中高负荷能够稳定运行,指示热效率可达34%以上,通过适当调节柴油喷射时刻,可以有效控制未燃碳氢(UHC)、NO_x与CO排放,同时可以实现极低的炭烟排放。柴油微引燃乙醇发动机燃烧模式为预混合或部分预混合燃烧,燃烧有两阶段放热特征,改变引燃柴油喷射时刻,可以有效控制燃烧相位。     

柴油机燃用二甲醚及采用排气再循环同时降低碳烟和ＮＯx排放的研究

本文对单缸直喷柴油机燃用二甲醚及采用排气再循环同时降低碳烟和ＮＯx排放进行了研究，结果表明：与燃用柴油相比，发动机燃用二甲醚可以实现无烟燃烧，ＮＯx降低３０％，未燃碳氢和ＣＯ排放有所下降。采用排气再循环（ＥＧＲ）在不增加未燃碳氢。     

柴油机燃用二甲醚及采用排气再循环同时降低碳烟和ＮＯx排放的研究

本文对单缸直喷柴油机燃用二甲醚及采用排气再循环同时降低碳烟和ＮＯx排放进行了研究，结果表明，与燃用柴油相比，发动机燃用二甲醚可以实现无烟燃烧，ＮＯx降低３０％，未燃碳氢和ＣＯ排放有所下降，采用排气再循环（ＥＧＲ）在不增加未燃碳氢、ＣＯ和ＣＯ２、恶性发动机热效率的前提下进一步降低ＮＯx排放。     

EGR对DME发动机性能和排放的影响

开展了4100QBZL增压中冷发动机燃用D40二甲醚—柴油混合燃料时采用EGR技术对发动机动力性、经济性、燃烧和排放性能影响的试验研究。试验结果表明:EGR技术可以有效降低D40混合燃料发动机的NOx排放,EGR率越高,NOx排放改善越明显,但会不同程度恶化烟度、HC,CO等排放。     

LPG／柴油双燃料发动机应用特性研究

本文采用复合燃料供给方式，在ＺＨ１１０５Ｗ型柴油机上进行了ＬＰＧ／柴油以燃料的应用研究试验，评价了ＬＰＧ／柴油双燃料发动机的动力性、经济性、排放等性能。试验结果表明：与燃纯柴油相比，双燃料发动机的动力性稍差，但经济性好，碳烟排放低。     

二甲醚发动机的燃烧与排放研究

在一台2135直喷柴油机上，对燃油供给系统进行了适当的改造，测试了燃用二甲醚发动机的燃料喷射时刻、气缸压力和有害排放，计算分析了放热规律及滞燃期变化规律。研究结果表明，在供油提前角相同的情况下，二甲醚的喷射延迟比柴油长而滞燃期比柴油短，着火时刻落后于柴油；二甲醚的最大放热速率小，而燃烧持续期短；二甲醚发动机接近无烟排放，N0x排放浓度显著低于柴油机。     

二甲醚特性及其在汽车上的应用

对柴油机上燃用二甲醚的外特性及排放与柴油进行了比较,可以看出和燃用柴油相比,二甲醚发动机动力性能特别是低速扭矩有了很大的提高;NOx和HC排放体积分数显著降低;对二甲醚的优缺点及其在汽车上的应用方式进行了介绍。     

LPG／柴油双燃料发动机应用特性研究

本文采用复合燃料供给方式，在ＺＨ１１５Ｗ型柴油机上进行了ＬＰＧ／柴油双燃料的应用研究试验，评价了ＰＬＧ／柴油双燃料发动机的动力性、经济性、排放等性能。结果表明：与燃纯柴油相比，双燃料发动机的动力性稍差，但经济性好，碳烟排放低。     

专利选登

内燃机碰撞雾化燃烧系统;液压控制蓄压室开启燃烧系统;灵活燃料发动机低排放燃烧系统;内燃机挤流燃烧室;柴油机双燃油泵喷射两种燃料的喷射系统;直喷式柴油机燃烧系统;一种着火时刻可直接控制的内燃机均质压燃燃烧系统;火花塞点火室燃烧系统。     

二甲醚／柴油混合燃料在压燃式发动机上的应用

为探索二甲醚/柴油混合燃料作为柴油机替代燃料的应用性能,对D20二甲醚/柴油混合燃料的喷雾特性进行了试验研究;同时,开展了直喷式柴油机燃用二甲醚/柴油混合燃料动力性能、经济性能及排放性能研究。结果表明:在同样的环境背压下,D20混合燃料的油束与柴油相比较,贯穿度有所缩短,喷雾锥角有所增大;柴油机燃用二甲醚/柴油混合燃料时,通过适当调整循环油量,发动机的动力性可以超过原柴油机,最低当量比油耗下降4.5%,烟度指标下降70%以上,NOx排放降低30%~50%;二甲醚/柴油混合燃料是一种能实现高比功率、低排放的石油替代燃料。     

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。     

LPG／柴油双燃料发动机应用特性研究

本文采用复合燃料供给方式，在ＺＨ１１０５Ｗ型柴油机上进行了ＬＰＧ／柴油双燃料的应用研究试验，评价了ＬＰＧ／柴油双燃料发动机的动力性、经济性、排放等性能。试验结果表明：与燃纯柴油相比，双燃料发动机的动力性稍差，但经济性好，碳烟排放低。     

柴油机燃用醇醚-柴油混合燃料的燃烧特性与排放的试验研究

在增压中冷4100柴油机上进行了D40(含40%质量分数二甲醚的二甲醚柴油混合燃料)、M15(含15%体积分数甲醇的甲醇柴油混合燃料)和柴油3种燃料燃烧特性与污染物排放的试验研究。结果表明,D40发动机的最高燃烧压力和峰值放热率均低于柴油机,燃烧持续期与柴油机相当;M15发动机的最高燃烧压力和峰值放热率均高于柴油机,燃烧持续期较短;D40发动机的NOx排放和烟度均明显低于柴油机,可较好地解决NOx和碳烟排放之间此消彼长的问题;M15发动机可以降低碳烟排放,但NOx的排放明显上升。两种混合燃料发动机的HC排放在全转速范围均高于柴油机,而CO排放在低转速时低于柴油机,高转速时高于柴油机。     

氨-生物燃料双燃料发动机的燃烧与排放特性

针对双碳目标,应用低碳/零碳燃料是实现内燃机高效清洁燃烧的有效途径。本研究基于一个双燃料柴油机台架开展,缸内直喷燃料分别选用柴油、生物柴油/汽油混合燃料(BG70)和生物柴油/汽油/乙醇混合燃料(BG50E20);氨为进气道喷射,能量替代率为0～28%。试验工况为1 200 r/min、0.8 MPa指示平均有效压力(IMEP)。对比分析了不同燃料的一氧化碳(CO)、总碳氢(THC)、氮氧化物(NO_x)排放以及颗粒物粒径分布。结果表明：单燃料模式下,BG70和BG50E20的指示热效率高于柴油。BG70的CO排放相比柴油降低30%,但THC和NO_x排放在3种燃料中最高。BG70和BG50E20的总颗粒物数量(TPN)排放低于柴油。相比各燃料单燃料模式的燃烧与排放性能,添加氨后的3种燃料的指示热效率降低1%～2%;CO排放增加约1倍;柴油和BG70的NO_x排放减少接近50%,BG50E20的NO_x排放减少约30%。另外,氨的加入对BG70和BG50E20的TPN有显著影响,当氨能量替代率从0增长至28...     

车用替代燃料分析与展望

随着油价的上升,碳中和政策的颁布,以及近年复杂多变的国际环境都对我国能源安全和环境污染提出较大的挑战,因此寻找更加清洁、可持续性的燃料对我国的发展具有重要的战略意义.文章分析了燃料乙醇、氢能源、燃料甲醇、天然气、二甲醚五种车用替代燃料的发展趋势.结合普通汽油、柴油分别与燃料乙醇、氢能源、燃料甲醇、天然气、二甲醚的物性与...     

内燃机掺氢燃烧可行性分析

利用氢和汽油或柴油共同作为燃料,可使汽油或柴油充分燃烧,大幅度节约汽油或柴油,降低排气污染,这在目前是很有意义的。文章综述了掺氢内燃机的研究现状,分析内燃机掺氢燃烧（以汽油机为主）的特性、掺氢燃烧的优势以及掺氢对柴油机过量空气系数的影响,通过内燃机掺氢以后动力性能、经济性能与排放性能的改变,论证了掺氢内燃机的优势及市场的潜力。     

LPG/柴油双燃料发动机排放特性的研究

分析了双燃烧发动机的燃烧放热规律，对直喷式柴油机燃用LPG／柴油双燃料的排放性能进行了研究，并与单用柴油的排放水平进行了对比，结果表明，发动机转速和平均有效压力对污染物排放有较大影响，与燃用柴油相比，燃用LPG／柴油双燃料其烟度排放有明显降低，CO排放在大负荷，高转速时较低，NOx的排放在中，小负荷时较低，其余工况CO，HC，NOx的排放明显提高。     

基于AVL BOOST的氢燃料内燃机稀燃过程研究

应用AVL BOOST软件建立了氢燃料内燃机在稀燃状况下的计算模型,并在不同燃空当量比和点火时刻下,对氢内燃机燃烧过程进行了数值模拟,模拟结果和试验结果吻合较好。在此基础上,进行了点火提前角和燃空当量比对氢内燃机燃烧过程的影响研究,为合理组织氢内燃机的燃烧过程研究提供了依据。