掺氢比对氢-甲醇发动机稀薄燃烧及排放影响

为探究掺氢比对氢-甲醇发动机稀薄燃烧性能的影响,在一台1.8 L涡轮增压缸内直喷汽油机 （GDI） 改装的氢-甲醇发动机上,开展了不同燃空当量比和不同掺氢比条件下的甲醇发动机掺氢燃烧和排放试验研究。结果表明,在稀燃条件下,增大掺氢比能提高发动机缸内最高燃烧压力及放热率峰值,且燃烧相位提前,燃烧持续期缩短。在稀燃情况下适当掺氢有助于改善循环变动,混合气越稀改善效果越好,但随燃空比和掺氢量增大时,循环变动却有恶化的趋势。当燃空当量比大于 0.71 时,增大掺氢比能改善 HC 排放;当燃空当量比大于 0.83 时,掺氢能改善 NOx排放,但 CO 排放恶化;当燃空当量比小于0.83时,增大掺氢比导致NOx排放恶化但CO排放降低。     

废气再循环对天然气发动机性能影响研究

利用1台增压中冷天然气发动机,在2 840 r/min,75%和50%负荷、过量空气系数a为1.1~1.3稀混合气条件下研究了EGR对天然气发动机性能影响。结果表明:不同负荷和a下,随着EGR增加,NOx排放迅速降低,与单纯采用空气稀释相比,稀混合气加EGR联合稀释的方式更具降低NOx排放的潜力,75%负荷、a=1.3发动机达到稳定运行界限时(循环变动系数为10%)NOx排放降低到0.3 g/(kW.h),而单纯采用空气稀释时只能降低到1.92 g/(kW.h);当EGR率小于10%时,随着EGR增加,HC和CO排放缓慢增加,有效热效率缓慢下降,当EGR率超过10%后,HC,CO排放增加和有效热效率下降的速度都加快。小负荷时产生的NOx排放较少,且达到相同NOx排放目标值时所需的EGR量也较少,但是会产生较高的HC和CO排放及较低的热效率。     

掺氢比对低热值气体发动机燃烧性能的影响

基于台架试验开展了发动机燃用2种典型低热值气体燃料(煤层气、沼气)掺混氢气燃烧性能的试验研究,分析了掺氢比对发动机燃烧特性参数的影响和对低热值气体发动机燃烧稳定性的影响。结果表明:低热值气体掺混氢气后,改善了低热值气体发动机的燃烧性能,最大缸压值上升,其对应的曲轴转角前移,燃料燃烧的火焰发展期大幅降低;随着掺氢比的增加,发动机平均指示压力更加集中分布在均值附近,且掺氢比越高,效果越明显。     

康明斯代用燃料发动机

自20世纪70年代以来，随着全世界范围的环保意识的增强环保法规的制定和完善。对发动机排放的要求越来越高在进一步提高柴油和汽油发动机排放性能的同时，世界上代用燃料的研究和开发越来越重视康明斯是最早进行代用燃料技术开发的发动机公司之一。康明斯在这一领域内比其他制造商投入了更多的财力和物力进行研究和开发。     

可用于轿车和轻型货车的氢燃料发动机

德国博世公司和奥地利格拉茨理工大学对氢燃料发动机方案的混合气形成、燃烧和废气排放等方面进行了评价。对1台废气涡轮增压汽油机进行了改造,并为其配备了氢燃料直接喷射系统。试验研究表明,通过适度的开发工作,已使该款氢燃料发动机具备了较高的功能性潜力。     

天然气掺氢发动机的研究现状和发展趋势

综述了国外对天然气掺氢发动机的研究现状,对掺氢后发动机的动力性、经济性和排放性的变化做了对比分析,并展望了天然气掺氢发动机的发展趋势。     

天然气/氢气混合燃料发动机的稀燃极限和排放特性试验研究

在东风EQD210N-20天然气发动机上进行了天然气与天燃气/氢气混合燃料体积混合比例为10%、30%和50%的稀燃极限和排放特性试验研究.实验结果表明:燃烧混合燃料比燃烧天然气时的稀燃极限大,并且随着掺氢比例的增大,燃烧过程的火焰发展期和快速燃烧期缩短,发动机的指示热效率、平均指示压力和NO2的排放增加;但是当发动机在大于天然气/氢气混合气的稀燃极限工作时,其指示热效率、平均指示压力和NO2的排放迅速下降,平均指示压力变动系数、CH4和CO的浓度迅速上升.     

天然气/柴油双燃料发动机燃烧排放规律

在天然气／柴油双燃料复合燃烧特性和规律的研究基础上，本文通过试验及其分析，具体阐述负荷、转速、替代率、柴油供油特性、引燃油量、进气混合气浓度和供油提前角等因素对双燃料燃烧ＣＯ、ＨＣ和ＮＯｘ排放的影响规律。特别指出天然气／柴油双燃料发动机燃烧排放的主要特征、存在的主要问题和解决的途径。     

进气管结构对天然气发动机性能影响的模拟与试验研究

利用数值模拟与试验研究相结合的方法分析了进气管结构对天然气发动机性能的影响。结果表明,进气过程中人字形进气管气流运动方向产生较大回转,歧管入口处产生较大涡流,导致流动损失增加,且2缸和3缸存在受相邻进气气缸抢气的现象,造成的各缸进气不均匀性可达6.69%,而谐振进气管不仅各缸的充气量高于人字形进气管,而且各缸进气不均匀性只有3%左右,采用谐振进气管时发动机动力性、经济性和排放性能得到明显改善。     

基于GT-Power的天然气发动机动力性能恢复研究

利用GT-Power软件建立了4缸火花点火天然气发动机的一维仿真模型,并与试验结果进行了对比,仿真与试验结果一致性较好,证明了模型的准确性。在此基础上为天然气发动机匹配了涡轮增压及中冷系统,计算结果显示,增压后天然气发动机的动力性能明显提高,最大功率和扭矩较原汽油机分别提高了23%和9%,中低转速的有效燃气消耗率明显下降。进行了点火提前角的优化计算,得出了节气门全开条件下的MBT角—转速—空燃比三维MAP图。     

稀释气体对点燃式天然气发动机性能的影响

进气稀释策略是优化发动机性能的重要手段,针对稀释气体的热作用和稀释作用对发动机性能的影响展开了深入的研究。结果表明,热作用和稀释作用均使得缸内燃烧温度降低、放热率峰值降低、燃烧持续期变长、放热相位推迟,同时使NO_x排放降低,但THC排放增大。热作用会使整机经济性恶化,而稀释作用则使整机经济性提高,稀释作用使经济性提高的主要原因在于其提高了工质的等熵指数。     

天然气/柴油双燃料发动机电控喷气技术研究

本文研制开发了天然气／柴油双燃料发动机的压缩天然气（ＣＮＧ）电控喷气系统。试验表明，电控喷气可以明显改善双燃料发动机的燃料经济性和排放性能，提高发动机的热效率。合理选择加载喷射压力和喷射相位可有效地提高燃烧速度和燃烧稳定性。     

燃料喷射对缸内直喷LNG发动机性能影响的试验研究

将某4气门车用4缸汽油机改装成缸内直喷LNG发动机,分析了燃料的喷射正时对发动机性能的影响.结果表明:在中等转速范围内,气轨压力较高,喷射持续时间短;在低、高转速范围内,气轨压力较低,喷射持续时间长;在相同转速条件下,随着负荷的增加,气轨压力减小,喷射持续时间延长;在中等负荷范围内.发动机经济性较好.     

WP10.336柴油/天然气双燃料发动机试验研究

将WP10.336柴油机改变为双燃料发动机并进行了标定和试验。试验结果表明,双燃料发动机的动力性与原柴油机相当,外特性线上平均柴油替代率达到95.7%。双燃料发动机在1200 r/min时,中、高负荷下都有较高的热效率和柴油替代率,最大功率点对应的缸内最高爆发压力为14.82 MPa。     

燃油2次喷射对柴油机性能的影响研究

研究了主喷射提前角和后喷射提前角对Ricardo Hydra单缸柴油机动力性能及排放性能的影响.结果表明.当该柴油机主喷射提前角为11°、后喷射提前角为3°时,柴油机最高爆发压力与采用单喷射时最高爆发压力相差不大,但平均有效压力却提高明显;随着喷油提前角的后移,烟度排放增加,NOx排放减少,HC排放增加.分析了主喷射和后喷射时该柴油机燃烧过程.     

基于活塞热机耦合仿真的柴油-天然气双燃料发动机替代率研究

建立了柴油-天然气双燃料发动机活塞、活塞销、连杆的有限元模型,分析了活塞在不同替代率下标定功率工况时的温度分布情况,将活塞上某些点处的仿真值与实测值进行了对比,误差满足工程要求.将温度场分布作为热机耦合的初始条件加载到活塞上,计算活塞热机耦合作用下的应力场和变形场.结果表明:活塞最高温度值出现在活塞顶部偏离燃烧室一侧,热机耦合的最大应力出现在销座内侧上部,最大变形值出现在活塞顶部偏离燃烧室的外侧,并随着替代率的增加而升高.     

车用天然气发动机技术与性能研究

把天然气发动机分为均质混合气预混合燃烧型和非均质扩散燃烧型 ,详细分析了前者的燃烧特点与排放性能 ,指出了采用天然气高压缸内直喷技术的必要性。高压缸内直喷天然气发动机的燃烧过程以非均质扩散燃烧为主 ,因而热效率高 ,最大平均有效压力达到甚至超过同型柴油机 ,NOx 排放低而且无可见烟度排放