发动机燃用含水乙醇汽油的排气噪声及排放特性试验研究

在不改变发动机参数的情况下,在电喷汽油机上进行台架试验,对比分析了燃用含水乙醇汽油(E20W)和纯汽油(E0)的排气噪声、排气温度及排放特性。试验结果表明:相较于纯汽油,在低转速下燃用E20W产生的排气噪声要低于纯汽油,最大降低7.4%;在中、高转速时,二者产生的排气噪声相差不大;另外,燃用E20W的排气温度要高于纯汽油,平均增加5.3%;汽油机燃用E20W可以大幅降低HC和CO排放,分别平均降低10.4%和33.6%,但NO_x和CO_2排放升高。综合来看,含水乙醇汽油E20W可以直接应用于试验发动机,并能起到降低排气噪声和减排的作用。     

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...     

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。     

F-T柴油与正丁醇混合燃料的燃烧和排放特性研究

F-T柴油具有十六烷值高、几乎不含硫和芳香烃的特点,正丁醇是能量密度较高的可再生的生物质燃料。在增压中冷4缸柴油机上对比研究了0号柴油、F-T柴油和F-T柴油-正丁醇混合燃料的燃烧、排放特性。结果表明:与柴油相比,掺混丁醇后缸内压力峰值、压力升高率降低;燃用F-T柴油-正丁醇混合燃料可同时降低炭烟和NO_x排放,随着正丁醇掺混比例的提高炭烟排放显著降低,F-T柴油掺混20%正丁醇的炭烟排放降幅高达67.8%,NO_x排放降幅达20.9%。     

柴油机燃用乙醇柴油燃料的燃烧与排放特性

对燃用多种比例乙醇柴油的柴油机燃烧与排放特性进行了试验研究。测试了5％～25％乙醇柴油燃料以及柴油和乙醇的基本物理性质，在ZS1100柴油机上对各种比例的乙醇柴油测试了发动机在主要工况下的性能与排放特性，并用光学可视化方法研究了柴油、15％乙醇柴油、15％乙醇柴油加十六烷值改进剂的燃烧过程。对试验进行了分析。     

生物柴油-柴油-乙醇混合燃料的燃烧与排放特性

为了改善发动机燃用高比例生物质混合燃料的性能,在中等比例的生物柴油-柴油混合燃料中分别添加5%、10%和20%体积比的乙醇（分别用BD50E5,BD50E10和BD50E20表示）,在一台6缸增压共轨柴油机上,将发动机的转速稳定在1 600 r·min^-1,选择7个不同的负荷点测定不同掺混比生物柴油-柴油-乙醇混合燃料的燃烧与排放性能,并将其与柴油进行对比。结果表明：在平均有效压力为0.322 MPa的低负荷条件下,发动机为预喷加主喷喷油策略,在预喷的低温反应阶段生物柴油-柴油-乙醇混合燃料产生了大量羟基自由基,因此混合燃料的缸内最大压力和最大瞬时放热率均高于柴油;随着负荷的增大,当平均有效压力为0.805 MPa时,发动机的喷油策略转变为单段喷射,乙醇的热值较低导致生物柴油-柴油-乙醇混合燃料的缸内最大压力和最大瞬时放热率低于柴油;随着乙醇掺混比的增大,受乙醇低十六烷值和高汽化潜热的影响,生物柴油-柴油-乙醇混合燃料的滞燃期明显延长;强烈的预混燃烧和乙醇的高含氧量使混合燃料的燃烧速度明显加快,乙醇的添加有利于燃料集中放热从而缩短燃烧持续期;与纯柴油相比,BD50E5,BD50E10和BD50E20的NO_x排放量分别升高了10.46%、12.59%和17.52%,碳烟排放量分别降低了37.91%、45.85%和49.25%,CO排放量分别降低了20.24%、36.43%和46.43%,HC排放量分别降低了12.53%、4.40%和0.76%。     

电喷汽油机燃用甲醇-汽油混合燃料的排放及催化转化特性研究

研究了多点电喷汽油机燃用不同掺混比的甲醇汽油混合燃料时的排放及催化器的转化性能。研究结果表明:在汽油机参数未做任何调整的情况下,甲醇对催化器前的CO、HC和NOx排放及其催化转化效率的影响与汽油机的转速、负荷和空燃比控制策略有关;随着甲醇汽油混合燃料中甲醇含量的增加,未燃甲醇的排放量变化不大,甲醛排放量增大,乙醇的排放量略有降低,乙醛的排放量很低并基本保持不变;醇、醛类排放经过三效催化转化器后基本接近零排放水平。     

乙醇-柴油-汽油混合燃料的燃烧与排放特性

以汽油为助溶剂配制出均匀稳定的乙醇-柴油-汽油混合燃料,对比分析了单缸四气门135柴油机燃用不同配比混合燃料时的燃烧与排放特性,同时研究了燃用混合燃料时供油提前角变化和使用HL伞喷油嘴对柴油机性能的影响.结果表明:柴油机燃用适当配比的乙醇-柴油-汽油混合燃料,动力性、经济性基本保持不变,碳烟和NO2排放显著降低;着火滞燃期延长,缸内平均温度下降,燃烧速率加快,燃烧持续期缩短;当使用HL伞喷油嘴燃用E20G15燃料时,着火滞燃期进一步延长,油气混合速率和混合气均匀度明显提高,在整个工况范围内,气缸压力和缸内平均温度均较低,碳烟和NO2排放同时降低,其燃烧过程具有明显的热预混合燃烧特征.     

EGR对正丁醇-柴油混合燃料燃烧和排放的影响

依据发动机台架试验数据,利用 Fire 软件建立计算模型,并验证了模型的准确性,研究了不同比例的正丁醇‐柴油混合燃料在不同 EGR 率下的燃烧和排放特性。研究结果表明：通过向柴油中掺混正丁醇可以加快燃烧速率,改善 EGR 对燃烧过程带来的负面影响;采用较高的 EGR 率,可以抑制 NO x 的生成,但混合燃料携氧燃烧,对 NO x 的生成有促进作用,但总体来说 NO x 的最终生成略有降低;Soot 的最终生成量随着 EGR 率的增大而增加,通过添加含氧燃料可以有效地降低 Soot 的最终生成。     

汽车燃料与排放

本文论述了汽油机所用三种燃料的使用特性，并着重论述了使用这三种燃料的尾气排放对人类生存环境的危 害以及减轻避免这些危害所采取的各种措施和方法，同时还较详尽地说明了各种燃料的使用方法及注意事项。     

电喷汽油机过渡工况排放的测量与分析

测量了某车用电喷汽油机在冷起动、冷加/减速、空载热突减速及热加速等工况下排气中CO,HC,NOx,CO2和O2的体积分数,并分析了原因。结果表明,发动机冷起动时排出大量的HC和CO,而此时催化转化器尚未起燃,需从混合气制备和燃烧过程优化等方面对该阶段着重控制;冷加/减速工况下,CO,HC和NOx排放均出现了峰值,实际运行时应尽量减少此类操作;空载热突减速工况下,HC排放出现了较大的峰值,表明减速断油策略仍需进一步研究;而热加速工况的控制重点则是NOx排放。     

车用电喷式汽油机9工况排放测试分析

按9工况法规对车用电喷式汽油机进行排放测量试验,对3种有害排气污染物(CO,HC,NOx)单工况和同类工况分担率进行了分析,得出各工况对整机排放的影响程度,并提出了改善该类汽油机排放水平的重点研究工况。     

汽油掺混PODE3-4对发动机燃烧和排放的影响

为了实现汽油在发动机上的压缩燃烧,在一台4缸四冲程压燃式发动机上使用不同掺混比的聚甲氧基二甲醚(PODE_3-4)-汽油混合燃料,探究了在不同负荷下的燃烧和排放特性。结果表明：在小负荷工况(0.13,0.38 MPa)下,掺混PODE_3-4使缸内燃烧压力和放热率升高;在大负荷工况(0.88,1.13 MPa)下,放热率随掺混比增加逐渐降低;对于排放特性,随着负荷的增加,NO_x和Soot排放逐渐升高,当负荷大于0.38 MPa时,CO和HC排放均保持在较低水平;随着掺混比的增加,Soot、CO、HC、苯和甲醛等污染物排放呈现出降低的态势,而NO_x排放变化不大。     

不同喷射策略下CRDI柴油机燃用柴油-桐油-乙醇混合燃料的燃烧与排放特性

在1台共轨直喷(CRDI)柴油机上开展了不同喷射策略下桐油、乙醇与柴油混合燃料的燃烧和排放特性研究。试验结果表明:与0号柴油相比,混合燃料的着火延迟期稍长,缸内压力峰值和放热率较高,但燃烧持续期稍短;随着桐油和乙醇体积分数的增加,有效热效率(BTE)也随之增大。在低负荷时,混合燃料的CO和HC排放较高,且随着桐油和乙醇所占体积分数的增大而增加;混合燃料的NO_x排放在低负荷时较低,在高负荷时略高;在高负荷时,混合燃料的炭烟排放大大减少。总体而言,混合燃料中乙醇对发动机性能的影响比桐油大。     

车用汽油机稀薄燃烧的实现及排放特征分析

研究了车用465汽油机稀薄燃烧的实现与机内净化策略,借助于缸内存在的滚流运动,采用适当的气道内喷射方式,实现了均质稀薄燃烧,不同负荷时的稀燃极限可达21~22,分析了汽油机稀燃排放的特征,NOx排放先升高后降低,HC和CO排放明显降低,合理控制稀燃空燃比,可降低NOx排放。     

燃料喷射率对直喷式柴油机燃烧和排放的影响

燃料喷射率分布是降低直喷式柴油机有害物排放的重要因素。文中通过试验研究。阐述引燃喷射和喷射率对直喷式柴油机燃烧与排放的影响。说明抑制初期燃油喷射率和提高后期燃油喷射率是降低ＮＯｘ及烟尘排放的重要途径。     

喷油比对复合喷射汽油机暖机过程燃烧和排放的影响

在一台复合喷射汽油机上进行了不同喷射方式的暖机试验,研究了不同的喷油比对复合喷射汽油机暖机过程中燃烧和排放特性的影响。结果表明,随着冷却液温度的升高,汽油机燃烧和排放性能逐渐改善,喷油比为80%时发动机性能最佳,与纯直喷相比,使暖机过程缸压峰值平均提高了49.1%,HC排放降低了14.5%,CO排放降低了27.1%,NO_x排放上升了56.6%,PN排放降低了92.5%。随着暖机过程冷却液温度的升高,发动机燃烧改善,HC、CO排放和微粒总数逐渐减少。     

添加剂DTBP对高辛烷值汽油燃烧及排放影响的试验研究

针对助燃剂的特点,选用二叔丁基过氧化物(DTBP)作为汽油添加剂,按体积分数1‰分别添加到95#和97#汽油,通过发动机台架试验,研究DTBP对燃油经济性、燃烧特性和排放特性的影响.结果表明,DTBP能有效降低95#和97#汽油的油耗率;DTBP在中、高负荷能提高95#和97#汽油缸压峰值,提高燃烧速度;在高负荷能改善CO、HC和NOx排放.     

HCCI发动机燃用MTBE/正庚烷混合燃料的燃烧和排放特性的研究

对正庚烷及其与不同比例甲基叔丁基醚(MTBE)的混合燃料在高速4缸柴油机上进行单缸HCC I燃烧排放试验。试验结果表明,随着MTBE比例的增加,混合燃料的HCC I燃烧低温反应弱化并延迟,进而导致整个HCC I高温阶段燃烧被抑制,燃烧相位延迟,因而MTBE添加具有拓展正庚烷HCC I燃烧负荷的潜力。     

电喷汽油机起动及暖机过程HC排放的测试分析

根据实测的催化器入口、出口温度及HC排放浓度，结合示功图对电喷汽油机冷起动时HC排放量在台架上进行了模拟分析，将起动过程以节气门突开为界，划分为3个阶段，其中HC主要排放量发生在开始超导 劝到节气门开这一段时间内。适当提高空燃比及匹配合适的点火提前角。促使缸内发生不完全燃烧，则未燃HC在排气管内可继续燃烧，使得最终排出的HC量降低。在节气门开后，也可通过控制点火提前角，使缸内发生不完全燃烧，将燃烧延续到排气管内，即可降低HC排放量，也有助于加速催化器起燃。