柴油机不同负荷混合气形成与燃烧过程研究

应用柴油机工作过程可视化装置对柴油机在不同负荷下的混合气形成与燃烧过程进行了试验研究。研究结果表明:在小负荷时柴油机的混合气形成与燃烧过程表现为预混合多点同时压燃;在一定范围内,随喷油量的减少和喷油提前角的加大,柴油机着火滞燃期延长,有利于形成预混合压燃。     

甲醇与汽油混合气形成的可视化试验与数值模拟

为了研究甲醇的喷雾碰壁及混合气形成特性,搭建了定容燃烧弹装置,对甲醇和汽油的喷雾特性进行了可视化研究,同时采集压力以分析喷雾碰壁飞溅后的蒸发及油膜蒸发特性,并对数值模拟中的喷雾模型进行了标定,在此基础上利用CFD软件在某一进气道喷射发动机燃烧系统模型上分别对甲醇和汽油混合气形成过程的喷雾碰壁,液滴、油膜的发展及混合气浓度分布进行了模拟分析和对比,为发动机燃用甲醇的性能变化及所需调整提供了理论依据。     

预喷射对生物柴油发动机燃烧及排放特性影响研究

研究了不同预喷条件下满足国Ⅴ排放的高压共轨柴油机燃用混合燃料BD20（含80％体积分数的国Ⅴ柴油和20％体积分数的餐饮废油制生物柴油）的燃烧及排放特性。结果表明：采用预喷射后滞燃期有所缩短,燃烧持续期有所增大。相比于预喷间隔,预喷油量对滞燃期及燃烧持续期的影响更为显著;预喷射显著减小了主燃烧的压力升高率,改善了燃烧的剧烈程度,且低负荷取较小预喷间隔、高负荷取较大预喷间隔效果较优;采用预喷射后NO x 排放均有所降低,大部分预喷射条件下PM 排放有所增加,各负荷均存在着较佳预喷射方案,可以同时改善NO x 及PM 排放。     

燃用不同柴油替代燃料的柴油轿车经济性分析

通过NEDC循环试验和道路试验,对柴油轿车燃用市售柴油(国Ⅱ柴油、沪Ⅳ柴油)、柴油与生物柴油混合燃料BD10和天然气合成燃料GTL进行试验,比较它们的燃油经济性。结果表明:在NEDC循环试验中,燃用BD10和GTL时的100km油耗比燃用市售柴油时分别升高3.06%和1.93%;在道路试验中,燃用BD10和GTL时的100km油耗比燃用市售柴油时分别升高2.23%和4.46%。     

燃烧糖水溶液乳化柴油的经济性试验

为实现节能与环保,文章利用复合型乳化剂通过适当的乳化工艺配制糖水溶液乳化柴油,并在双缸直喷式柴油机上对纯柴油、乳化柴油和葡萄糖、蔗糖以及果糖水溶液乳化柴油的经济性进行了对比试验。研究结果表明:在柴油机参数不做改变的情况下,燃烧一定质量浓度的糖水溶液的乳化柴油可以降低发动机的燃油消耗率;随着糖水溶液乳化柴油中糖水溶液质量浓度的逐渐增加,在小负荷范围内燃油消耗率逐渐降低,而大负荷时燃油消耗率逐渐增加。该试验可以为研究糖水溶液乳化柴油燃烧时发动机的各项性能指标提供参考。     

M15甲醇柴油的燃烧过程及循环变动分析

通过增压中冷柴油机燃用M15甲醇柴油混合燃料的台架试验,研究了外部EGR对柴油机燃烧过程及循环变动的影响。结果表明:与燃用0号柴油比,原机燃用M15甲醇柴油工作柔和,循环波动小。低转速低负荷时宜采用小EGR率,滞燃期短,放热重心基本不变,循环波动小;中等负荷时可采用大EGR率,随着EGR率的增大,滞燃期延长,放热重心推后,最大燃烧压力循环变动率稍有上升,平均指示压力和最大压力升高率波动大幅降低。经相关性分析,低转速中低负荷下,滞燃期对循环波动影响较小,放热重心与最大压力升高率有着很好的线性关系。     

柴油引燃预混合天然气实现准均质压燃着火燃烧方式的理论研究

通过重新构建引燃油着火模型和双燃料燃烧模型，对在不同当量比情况下，引燃油雾化、蒸发与着火的特点及对燃烧过程的影响进行了较深入的理论研究，提出了柴油引燃预混合天然气实现准均质压燃着火的引燃油喷油特性。     

柴油机燃用甲醇——生物柴油混合燃料的性能与排放研究

在186FA柴油机上,进行了燃用柴油、生物柴油和甲醇--生物柴油混合燃料的性能试验,分析了生物柴油掺烧甲醇对柴油机性能的影响规律.试验结果表明:与燃用生物柴油相比,生物柴油掺烧5%和10%(质量比)的甲醇时,柴油机的标定功率分别降低7.4%和17.8%,标定工况时能量消耗率增加5.7%和15.0%,CO排放升高40.0...     

甲醇影响柴油着火的作用机理分析

通过AVL Fire软件建立了4B26柴油机的燃烧模型,并耦合甲醇-正庚烷的化学反应机理文件,研究了柴油机燃用甲醇-柴油混合燃料着火过程中,缸内温度、燃料浓度和中间产物的变化规律,并分别依据放热率、中间产物、温度的变化对滞燃期进行了计算。研究结果表明,在甲醇-正庚烷着火之前,与甲醇分解有关的中间产物中,CH_2O,H_2O_2,OH变化最显著,且中间产物浓度呈双峰走势;-7°～-5°范围内,与甲醇相比,正庚烷发生了明显的脱氢反应。正庚烷低温分解相关的主要基元反应中,生成CH_4,C_2H_4,C_3H_6的基元反应更容易发生。根据瞬时放热率、正庚烷脱氢、OH浓度、缸内温度场变化等方法确定的甲醇-正庚烷着火时刻分别为-7.2°,-7°～-5°,-2.4°,-5.8°。几种判断方法中,依据OH浓度变化判断的着火时刻较晚。     

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。     

甲醇-生物柴油对发动机循环变动的影响

在单缸柴油机上通过测量得到了燃用不同掺混比甲醇-生物柴油时的燃烧示功图,对不同柴油机工况下甲醇-生物柴油燃烧的循环变动进行了研究,分析了最大压力升高率循环变动系数(COV_((dp/dφ)max))、平均指示压力循环变动系数(COV_(pmi))、最高燃烧压力的变动系数(COV_(pmax))、最高燃烧压力对应曲轴转角的标准偏差(SD_(φpmax))等循环变动的评价参数。研究结果表明:工况一定时,随着甲醇掺混比增加,COV_((dp/dφ)max),COV_(pmi)等循环变动系数均有所增大;与生物柴油相比,甲醇掺混比为10%和20%时循环变动系数变化较小,当甲醇掺混比为30%时,COV_((dp/dφ)max)增加了6.2%,COV_(pmi)增加了24.2%,COV_(φpmax)增加了8.4%;当甲醇掺混比不变时,随着转速的增加,COV_((dp/dφ)max)降低,COV_(pmi)以及COV_(pmax)先降低后增高;负荷增加时,各压力参数的循环变动系数均降低,SD_(φpmax)略微上升。     

掺烧不同比例生物柴油的发动机性能研究

对燃用不同掺烧比例生物柴油的一台进口车用增压中冷直喷柴油机进行动力性、经济性和排放特性试验.结果表明:发动机功率基本上随生物柴油掺烧比例增加呈线性下降趋势;油耗随掺烧比例增加而增加;生物柴油有一定的降低CO排放的效果,但不是很明显;掺烧生物柴油对HC和颗粒物的排放有明显的降低效果;但对于Nox,情况有些不同:掺烧10%的生物柴油几乎在所有工况下Nox排放都有所降低,而掺烧20%和30%生物柴油后,Nox排放则略有增加,且基本在3 000r/min以上的工作区域.     

不同裂解条件对甲醇-柴油高温裂解产物的影响研究

采用石英管式流动反应器试验装置,配置不同体积掺混比(M0,M5,M10,M15)的甲醇-柴油混合燃料作为试验燃料,采集了混合燃料在不同裂解温度和甲醇掺混比下的裂解产物。应用气相色谱质谱联用仪GC-MS,对不同裂解条件下12种烃类产物的摩尔分数变化规律进行了研究;采用微克天平和扫描电镜SEM,对甲醇-柴油混合燃料裂解生成的炭烟产率及形貌特征的变化规律进行了研究。结果表明:裂解过程中,裂解温度高于973 K时,烷烃和芳香烃的摩尔分数变化率降低,芳香烃的摩尔分数增加,相比于923 K,裂解温度为973 K,1023 K和1073 K时,炭烟产率分别增加了1.7倍、5.1倍和11.6倍;甲醇掺混比增加,烃类物质摩尔分数和炭烟产率降低;裂解温度增加,炭烟的平均粒径降低,乙烷、丙烷、丁烷及丙烯、丁烯、丁二烯的浓度降低;甲醇掺混比增加,炭烟的平均粒径降低,乙烯的摩尔分数增加。     

柴油甲醇组合燃烧——一种有效降低柴油发动机排放的途径

本文分析了柴油发动机的主要排放物PM和NOx此消彼长的trade-off关系,以及降低柴油发动机排放常规技术路线的利弊。得出柴油甲醇组合燃烧方式不仅能够有效地降低PM和NOx的排放;甲醇还能作为燃料提供动力,替代柴油,缓解石油能源紧张的局面,是目前一种有效降低柴油发动机排放的途径。     

甲醇-生物柴油对低压橡胶油管影响的试验研究

以柴油机燃油系统的低压橡胶油管为研究对象,将油管在甲醇-生物柴油中浸泡672 h进行耐油试验,分析了油管的溶胀机理,考察了甲醇-生物柴油及十六烷值改进剂对低压油管形貌、化学结构、几何尺寸、质量、硬度的影响.结果表明,在溶液中浸泡672 h,油管内层有较多"喷霜",外层没有明显"喷霜",混合燃料中的甲醇和十六烷值改进剂加...     

柴油机掺烧不同比例甲醇混合燃料的试验研究

对一台4102QB型直喷式柴油机分别燃用柴油及甲醇-柴油混合燃料时的动力性和排放特性进行了对比试验.试验结果表明,在柴油机参数和基本结构不作任何改动的情况下,随着混合燃料中甲醇添加比例的增加,柴油机的动力性有所下降,烟度和CO的排放量明显降低,HC和NOx的排放量有所增加,但变化幅度不大.     

进气道预混天然气对生物柴油发动机燃烧与排放性能的影响

在1台QCH 1105单缸柴油机上,试验研究了进气道预混天然气对生物柴油发动机燃烧与排放性能的影响。结果表明:随着天然气预混比例的升高,生物柴油发动机最大燃烧压力减小,燃烧相位推迟,缸内平均温度略有下降,NOx排放明显降低;预混天然气时,大负荷工况下燃油消耗率有所下降,HC和CO排放有所增加,炭烟排放随着天然气预混率的升高大幅降低。可见,进气道预混天然气对改善生物柴油发动机的经济性和排放性具有良好的潜力。     

ZH1105W柴油机燃用生物柴油-柴油-甲醇的性能研究

为了研究生物柴油-柴油-甲醇微乳化燃料在柴油机上的应用,在一台ZH1105W直喷式柴油机上对微乳化燃料的燃烧特性、排放特性及发动机性能进行试验研究。结果表明:1)转速为1 500r/min时,与M0相比,M5与M10在小负荷下燃烧滞后且峰值参数对应曲轴转角滞后,峰值压力和压力升高率基本不变,但峰值放热率较高;大负荷下燃烧基本同时开始且峰值参数对应曲轴转角相同,峰值压力、压力升高率及峰值放热率较高。2)M5和M10的输出功率和扭矩比M0略低。3)在满负荷速度特性下,与M0相比,M5与M10碳烟排放明显降低,CO排放略有降低,NOx和HC排放基本不变。     

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。