生物乳化柴油对船用柴油机性能和排放影响的试验研究

在以餐厨废油为原料制成的生物柴油中掺混乳化剂、水、丁醇和柴油制成生物乳化柴油。在ISO 8178标准所规定的恒定转速试验(D2)模式下,分别对柴油机燃用3种不同配方的生物乳化柴油、柴油和生物柴油进行台架试验,测定其燃烧特性、动力性、经济性和排放特性。试验结果表明:满负荷时,采用生物乳化柴油时放热率略高于柴油,但缸内压力与柴油区别不大;采用生物乳化柴油时动力性比柴油略低,采用E10经济性与柴油区别不大;随着水和丁醇质量分数的增加,NO_x和碳烟排放降低更显著;不同成分适量配比的生物乳化柴油能够有效降低NO_x和碳烟排放,同时保证柴油机的动力性和经济性。     

掺烧甲醇对某船用柴油机燃烧和排放的性能影响研究

为探索掺烧甲醇对某船用柴油机的性能影响,基于某V型常规增压柴油机,应用AVL-fire软件建立仿真模型,选取柴油机在额定负荷工作时,设置M0-M30共4组甲醇掺混比做仿真分析.结果表明:在额定负荷时,与纯柴油燃烧相比,随着甲醇掺混比增加,缸内最高爆压下降约12.9%,缸内温度峰值下降9%,NO生成质量分数下降69.8%,Soot生成质量分数升高51.5%.本文研究结果为甲醇作为船用柴油机代用燃料的实际应用提供数据基础.     

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。     

Z6170ZLC型LNG-柴油双燃料船用增压发动机性能仿真分析

LNG-柴油双燃料发动机同时存在预混合燃烧和缸内压缩点火燃烧,其性能与原型柴油机有较大的差别.文中基于AVL-Boost发动机性能仿真软件,采用等热值当量处理不同比例的混合燃料,考虑了不同工况预混合LNG燃料对充气效率的影响,采用双韦伯函数燃烧放热率模拟不同比例混合燃料的预混合燃烧和缸内压缩点火燃烧,对比分析了LNG-柴油双燃料增压发动机和原型柴油机的动力性和经济性.研究表明：（1）预混合LNG燃料对充气效率的影响不会导致单点预混合LNG-柴油双燃料增压发动机的动力性下降;（2）相比较原型柴油机,各负荷工况双燃料发动机的燃油经济性均有下降,低负荷工况燃油经济性下降更为严重;（3）高负荷工况掺烧过高比例的LNG燃料将导致气缸压力急剧增加.     

甲醇／柴油混合燃料对柴油机性能影响的试验研究

以ZS195型柴油机为例,进行了甲醇/柴油混合燃料对柴油机性能影响的试验.结果表明,在柴油机参数不变的情况下,随着甲醇添加比例的增加,柴油机的动力性有所下降、燃油经济性有所改善、烟度和CO的排放量都明显降低、HC的排放量有所增加.NOX排放在甲醇的体积分数为10%时略有增加,在甲醇的体积分数为20%时下降10%左右.     

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。     

一种涡轮增压柴油机的高压缩比高负荷喷液循环

为了提高涡轮增压柴油机的压缩比，提出一种高压缩比高负荷喷液循环，即高负荷时在燃烧初期向气缸内喷射液体，并采用高的压缩比的方法．研究表明，高负荷时喷射液体，可以限制柴油机的热负荷和机械负荷；高的压缩比，不仅可以改善柴油机的性能．还可增加部分负荷时的废气能量，改善低负荷性能．该循环可以提高涡轮增压柴油机所有工况的经济性、动力性及起动性能，较适用于高增压柴油机．     

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/柴油双燃料发动机燃烧特性研究

利用AVL－6501发动机燃烧分析仪记录了液化石油气（LPG）／柴油双燃料发动机和原柴油机在不同工况下的示功图并进行了放热规律分析，结果表明：LPG／柴油双燃料发动机与原机相比，低负荷时最高燃烧压力及最高压力升高率较小，高负荷时升高率较大，滞燃期略长，燃烧持续期短，根据这些特征对LPG／柴油双燃料发动机进行调整可获得较好的经济性和动力性效果。     

柴油发动机掺烧生物柴油的经济性研究

为了更好地评价柴油机燃用生物柴油的经济性,分析了生物柴油和0#石化柴油的理化性质,分别对生物柴油的体积分数为0.2,0.5,1的B20、B50、B100 3种燃料和0#柴油在495Q3柴油机上进行了试验。试验结果显示燃用3种燃料的燃油消耗率比0#柴油在中小负荷时平均增加5.30%,9.65%,19.04%,大负荷时平均增加2.86%,4.75%,9.64%;能量等值折合油耗率在中小负荷时平均增加2.65%,2.63%,5.74%,大负荷时平均降低0.26%,1.97%,4.80%。     

喷雾特性对生物柴油燃烧和排放特性的影响

在手压泵试验台上进行了生物柴油与柴油的喷雾对比试验,在一台单缸直喷柴油机上进行了生物柴油与柴油燃烧和排放性能对比试验.分析了燃料喷雾特性的液滴粒径尺寸分布和特征参数,研究了燃用生物柴油与柴油燃烧和排放规律的差异及其本质原因.研究结果表明:与柴油相比,生物柴油喷雾锥角小,粒子总数少,小直径粒子比例低,最大粒子直径大;在转速为1 500 r*min-1与平均有效压力为0.531 MPa时,生物柴油最大燃烧压力、最大压力升高率以及最大燃烧放热率分别降低了1.91%、30.10%和29.32%,生物柴油燃烧持续期长于柴油;在转速为1 500 r*min-1时,燃用生物柴油HC、CO和烟度排放平均分别降低17.17%、26.73%和37.85%,NOX排放平均增加21.93%.     

基于MATLAB的增压发动机动态排放仿真模型研究

介绍了研究增压发动机动态排放问题的意义以及研究方法.采用了增压发动机动态性能模拟与稳态试验相结合的方法,建立了涡轮增压柴油机的准线性动态模型,利用稳态试验数据建立神经网络排放模型,提出了一种将2种模型结合起来在MATLAB/SIMULINK环境下的增压发动机动态排放预测仿真模型.     

船用柴油机相继增压蝶阀切换延迟仿真研究

采用合理的蝶阀切换延迟时间,可有效地防止相继增压柴油机在切换过程中出现喘振现象,保证切换过程的平稳过渡.基于有限容积法,建立了TBD234V12船用柴油机采用2台增压器相继增压的计算模型.通过仿真计算.分析了蝶阀切换延迟时间对柴油机运行状况的影响,并选定了适合该机的切换延迟时间,为相继增压系统的控制设计提供了理论依据.     

天然气电控发动机的开发研究

为满足天然气发动机数量将大幅度增长的需求,在某柴油机基础上通过改进燃烧系统和进气系统,设计高能点火系统、燃料供给系统、电控单元及传感器、执行器,并加装三元催化转换器,采用闭环空燃比控制等措施,研制了CNG（压缩天然气）单燃料电控多点顺序喷射发动机。实验结果表明天然气发动机的动力性能达到了设计指标,排放性能满足国家标准要求,设计方法切实可行。     

瓦锡兰低速电控共轨柴油机的控制特点

世界主要低速柴油机公司在全力开展燃烧与排放控制技术研究均取得不同进展,本文介绍瓦锡兰最新型船用低速电控柴油机X系列的控制原理及工作过程,对比分析之前瓦锡兰柴油机的异同点,重点从共轨系统结构和控制策略等方面分析低速电控柴油机的特点.     

B10餐厨废弃油脂制生物柴油公交车应用性能

以国三和国五公交车为研究对象, 对其燃用柴油与B10餐厨废弃油脂制生物柴油进行了应用研究, 以柴油为参照, 分析了B10餐厨废弃油脂制生物柴油对公交车动力性、燃油经济性、排放性与可靠性的影响。研究结果表明: 国三与国五公交车使用B10餐厨废弃油脂制生物柴油的最高车速、直接挡25~70 km·h-1全油门加速时间、0~70 km·h-1全油门起步加速时间等动力性能与柴油相当; B10餐厨废弃油脂制生物柴油国三、国五公交车HC、CO、PM和固态PM2.5数量排放低于柴油, 其中HC分别降低7.1%、11.1%, CO分别降低9.2%、8.0%, PM分别降低36.8%、8.4%, 固态PM_2.5数量分别降低4.7%、23.5%;B10餐厨废弃油脂制生物柴油对国三、国五柴油公交车NO_x排放影响存在差异, B10国三公交车的NO_x排放比柴油增加7.9%, 但B10国五柴油公交车NO_x排放降低11.2%;在16个月的试验应用期间, 柴油公交车燃用柴油与B10餐厨废弃油脂制生物柴油的月平均百公里油耗随时间变化趋势一致, 受夏季使用空调的影响, 公交车在夏季(7~9月) 的月平均百公里油耗较高; 国三、国五公交车燃用柴油与B10的月平均百公里油耗样本服从正态分布, 其分布均值分别为38.67、38.60、39.06和39.27L, B10公交车的百公里油耗与柴油相当; 与柴油比较, B10公交车油路故障率有所升高, 油水分离器和燃油滤清器是故障率相对较高的零件。应采取措施改善餐厨废弃油脂制生物柴油的氧化安定性, 严格控制其水含量, 改善B10餐厨废弃油脂制生物柴油公交车的可靠性。