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...     

电控LPG/柴油双燃料发动机的性能研究

对LRC6105柴油机改装为电控LPG/柴油双燃料发动机进行了实验研究,研究了不同掺烧比对燃料经济性、动力性和排放特性的影响。结果表明,加入一定比例的LPG可改变缸内燃烧过程,大幅度降低排气烟度,在一定程度上提高了燃油经济性;随着掺烧比的提高,尾气中HC和CO的含量有明显增加;电控双燃料发动机的动力性与原机基本相同。柴油机掺烧LPG有一定的规律,随发动机负荷、转速等参数的变化,掺烧有一最佳掺烧比,使得柴油机的动力性能、NOx和碳烟排放均达到最优化。     

柴油/生物柴油/乙醇三元混合燃料最佳掺烧比的研究

运用均匀设计研究柴油/生物柴油/乙醇混合燃料的最佳掺烧比,建立以NOx、燃油消耗率、烟度为评价指标的二次多项式模型,确定基于评价指标单独优化及综合优化的最佳掺烧比。结果表明,以NOx为优化目标,综合考虑所有工况,生物柴油的掺烧比例与乙醇的掺烧比例应当成反比,柴油/生物柴油/乙醇最优掺烧比为0.85/0.05/0.1。以燃油消耗率为优化目标,综合考虑所有工况,随着生物柴油比例的增加燃油消耗率先减少后增大,随着乙醇比例增加燃油消耗率增大,柴油/生物柴油/乙醇最佳掺烧比为0.72/0.23/0.05。以烟度为优化目标,综合考虑所有工况,随着生物柴油比例的增加烟度先减少后增大,随着乙醇比例增加烟度增大,柴油/生物柴油/乙醇最佳掺烧比为0.74/0.21/0.05。以综合为优化目标,柴油/生物柴油/乙醇最佳掺烧比为0.75/0.25/0.05。     

含水乙醇-生物柴油对186F柴油机燃烧与排放的影响研究

乙醇燃料吸水性较强,生物柴油制备过程中残存水分,含有水分的燃料对柴油机的燃烧与排放会产生一定的影响。建立了186F柴油机燃用含水乙醇-生物柴油的燃烧与排放模型,通过实测186F柴油机示功图进行了验证,对不同含水率的乙醇-生物柴油的燃烧和排放特性进行了仿真,分析了乙醇含水率对柴油机燃烧特征参数和NO_x与soot排放的影响规律。从柴油机动力、经济和排放的角度,提出了乙醇含水率阈值的概念。结果表明:乙醇含水率为0%～20%时,随着乙醇含水率的增加,缸内最大燃烧压力、缸内平均温度、平均指示压力等均呈下降趋势;燃用乙醇-生物柴油混合燃料的柴油机指示比能耗有所增加;NO_x与soot排放质量分数降低幅度呈增大趋势,不影响柴油机性能的乙醇含水率阈值应低于10%。     

煤基醇类混合燃料柴油机的燃烧及排放特性

利用煤基费托(Fischer Tropsch,F-T)燃料的高十六烷值特性和醇类燃料的含氧特性,提出了F-T柴油掺烧醇类燃料的煤基混合燃料的思路。在F-T柴油中添加10%体积比的甲醇﹑乙醇与丁醇燃料,通过与0#柴油比较来研究不同的醇燃料对发动机性能的影响规律。结果表明:相对于0#柴油,该混合燃料的燃烧始点提前,燃烧放热中心累计放热量达50%时对应的曲轴转角CA50向后推迟,燃烧放热率第一峰值点降低,预混合燃烧放热量降低;第二峰值点升高,扩散燃烧所占比重增加。在外特性下,混合燃料的NO_x﹑碳烟与HCHO排放都大幅降低,并且相同体积甲醇燃料对于柴油机排放的优化效果更加明显。     

增压柴油机燃用柴油液化石油气的试验研究

为降低汽车排出有害废气对城市环境造成的严重污染,目前将车用汽油机改为LPG/汽油两用燃料及车用柴油机改为CNG/柴油两用燃料比较普遍,尤其是汽油车用LPG系统,技术已趋成熟,在环境及经济效益方面均获得较好的成效.但将车用增压柴油机成功地改造为能同时燃烧柴油加LPG(两者按一定比例掺烧)的发动机,并进行装车试验,在此之前国内还没有成功的报道.柴油机改烧柴油加LPG,除要求保持柴油机原来动力性好、低速转矩大、燃油经济好等优点外,还要求其烟度排放显著降低,这对降低柴油机排烟污染具有重要意义.     

含水乙醇蒸气对内燃机充气效率的影响

采用进气道预混合方式,在汽油机(柴油机)上燃用含水乙醇蒸气或者掺烧含水乙醇蒸气。本研究基于等热量假定和等摩尔量假定,计算和分析了掺烧含水乙醇蒸气对内燃机充气效率的影响。计算表明,含水乙醇蒸气完全替代汽油,充气效率有较大幅度下降;柴油机掺烧含水乙醇蒸气对充气效率的影响很小。     

CNG—柴油双燃料电控发动机试验研究

将高压共轨柴油机改装成CNG—柴油双燃料电控发动机,利用自行开发的快速原型控制系统来控制天然气的燃烧,保证天然气掺烧后发动机的动力性和燃用纯柴油时保持一致。分析了天然气掺烧替代率在不同负荷时对有效热效率和有害排放物(CO,HC,NOx)及烟度的影响。结果表明:天然气掺烧替代率可以达到80%左右;掺烧后的有效热效率在中低负荷时要低于燃用柴油,高负荷时和燃用柴油一致;掺烧后的烟度明显降低,HC排放明显升高。     

添加乙醇对柴油-生物柴油混合燃料性能的影响

在一台小型直喷式柴油机上进行柴油-生物柴油(柴油70%,生物柴油30%)与柴油-生物柴油-乙醇(柴油70%,生物柴油20%,乙醇10%)两种混合燃料的燃烧、油耗和排放性能对比试验.分析了乙醇的加入对柴油-生物柴油混合燃料的发动机燃烧压力、滞燃期、放热规律、比油耗等的影响.     

新型复合含氧添加剂对柴油机燃烧特性的影响

分析了自行研制的新型复合含氧添加剂(记为FHYJ)的理化特性,在车用BJ493Q柴油机上进行了燃用FHYJ掺烧比例为9%的FHYJ—柴油混合燃料的试验,测量了缸内压力、压力升高率和放热率。比较和分析了燃用柴油和FHYJ—柴油混合燃料的燃烧特性,探讨了添加剂和混合燃料对柴油机滞燃期、预混合燃烧期、扩散燃烧期以及燃烧持续期等参数的影响。结果表明,在柴油机不作任何改动的前提下,掺烧FHYJ清洁燃料复合含氧添加剂,缸内压力、压力升高率和放热率在低负荷下均与原机基本相当,在中、高负荷有所下降,滞燃期、预混燃烧期均较原机延长,扩散燃烧期和燃烧持续期均较原机缩短,且其变化程度均随负荷的增大而增大。     

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%。     

GTL燃料发动机的性能及排放特性

进行了柴油机燃用柴油、天然气制油GTL燃料及GTL-柴油混合燃料(GTL燃料体积分数分别为10％和20％)的外特性、负荷特性和ESC十三工况试验,研究了柴油机燃用GTL燃料的动力性、经济性和排放特性.试验结果表明:与燃用柴油相比,随着GTL燃料比例的增大,柴油机排放逐渐降低.燃用GTL燃料时的外特性功率和扭矩与柴油相当...     

重型柴油机燃用不同柴油替代燃料的性能研究

对乖型柴油机燃用纯柴油、体积混合比例为1:9的天然气合成油(GTL柴油)与柴油混合燃料(G10)、体积混合比例为1:9的生物柴油与柴油混合燃料(BD10)、纯GTL柴油(G100)及纯牛物柴油(BD100)5种燃料的动力性、经济性及燃烧特性进行了研究.结果表明,BD10、G10与纯柴油有相似的燃烧特性,额定转速F G100的缸内工作压力增大,BD100的缸内工作压力显著降低;G10油耗较之BD10降低2.43%,功率较之BD10平均高2.78%;与燃用纯柴油的油耗相比,G100平均降低2.62%,BD100平均高出13%;除NOx排放外,生物柴油在降低CO、HC、PM的排放上均有所改善.     

柴油喷雾与LPG/柴油混合喷雾的对比研究

以ZH1105W柴油机为模型,采用Jaynes等人提出的雾化液滴尺寸和速度联合数目分布函数,对柴油喷雾和LPG/柴油混合喷雾的燃料液滴尺寸和速度数目分布进行了对比研究;采用液滴蒸发和碰撞模型对液滴尺寸理论数目分布与试验结果进行了对比研究。液滴尺寸和速度联合数目分布的研究结果表明,随着液体喷射速度的增大,液滴尺寸数目分布曲线向小颗粒偏移。随着液滴尺寸的增大,较大颗粒的液滴速度数目分布曲线的峰值先明显增大,到达中等尺寸后又明显减小。由于LPG/柴油混合燃料的闪急沸腾喷雾对燃料液滴具有突爆的加速作用,L30速度分布曲线的峰值速度比柴油的明显增大。累积的液滴尺寸分布和速度数目分布研究表明,由于混合燃料的闪急沸腾喷雾,L30尺寸数目分布曲线峰值相对于柴油向小颗粒方向偏移,L30的峰值大于柴油的峰值。说明L30喷雾所产生的小颗粒液滴多于柴油,雾化质量提高,碳烟排放得以大幅度降低。L30速度分布曲线的峰值比柴油略小一些,且略微向大速度方向偏移。说明与柴油相比,L30燃料较大速度液滴的数目略有增加。液滴蒸发和碰撞模型对于石油液体燃料的研究是可行的,对于液化气体燃料与石油液体燃料的混合燃料的研究,模型还有待于进一步改进。     

变海拔下米勒循环对柴油机及DPF性能的影响

基于某高压共轨柴油机建立了一维热力学仿真模型,对DPF选型进行了优化,并分析了不同海拔下米勒循环对柴油机及DPF性能的影响。结果表明,选择非对称结构以及适当增加载体目数都有利于降低DPF压降,同时可降低DPF对柴油机动力性、经济性及原始排放的影响。进气门早关可以降低柴油机有效燃油消耗率,提高热效率,降低NOx排放,但会导致颗粒物排放增加;同时可降低DPF压降,提高DPF捕集效率,且随海拔升高,进气门早关的时刻越小,作用越明显。在低海拔条件下,进气门晚关策略对柴油机动力性、经济性及排放特性均影响不大;在高海拔条件下,适当增加进气门晚关时刻可以改善柴油机性能。     

轿车柴油机气门正时和喷油嘴流量仿真与试验研究

利用AVL BOOST软件建立了柴油机仿真计算模型,针对喷油嘴流量为710 ml/min时全负荷工况下柴油机功率和比油耗进行了计算.计算结果与试验结果的对比表明该计算模型正确有效.在不改变气门升程的情况下,利用该仿真模型对配气正时进行了优化,并在此基础上模拟研究了不同喷油嘴流量对柴油机全负荷性能的影响.结果表明,优化方案可使柴油机中低速扭矩、燃油耗和NOx排放得到改善,且排放可达到欧Ⅳ标准.     

喷油器结构对柴油机性能影响的研究

着重介绍了对某大功率高速柴油机喷油器针阀体结构进行的改进研究,以改善喷油器的喷雾特性以及提高其流量,同时通过柴油机整机性能匹配试验,研究喷油器结构对柴油机整机性能的影响。     

混氢对柴油机燃烧及排放影响的试验研究

将氢气喷入柴油机进气道内进行试验,以研究柴油混氢对柴油机燃烧及排放性能的影响.试验中发动机转速固定在1 400r/min,在不同初始转矩下改变氢气在混合燃料中的质量分数,并保持燃料总质量不变.试验结果表明柴油混氢燃烧可缩短燃烧持续期,增大最大爆发压力及放热率峰值,且使峰值位置提前(氢质量分数为9%时放热率峰值提高20%),增大发动机的输出转矩,并能降低柴油机的各主要排放物(在中低转矩下CO及碳烟排放下降了30%～50%).     

CNG/柴油双燃料车用发动机排放特性研究

通过用YZA102Q柴油机改装的CNG／柴油双燃料发动机进行燃用双燃料和纯柴油两种情况下的对比试验。对CNG／柴油双燃料发动机THC、CO、NOx和烟度的排放特性，以及空燃比、引燃油量、喷油提前角对双燃料发动机排放的影响进行了研究和分析。     

柴油机燃用生物柴油和柴油混合燃料的试验研究

在ZS1100直喷式柴油机上进行了燃用生物柴油和柴油混合燃料与燃用0号柴油的对比试验研究。结果表明,柴油机燃用混合燃料的碳烟排放优于燃用0号柴油,燃油消秏率略高于燃用柴油,最大功率、最大扭矩、怠速稳定性与燃用柴油相当,表明生物柴油是柴油机一种理想的替代燃料。