柴油机碳烟排放浓度的预测

本文在国外有关碳烟生成和氧化过程基础研究所获得的理性认识基础上,建立了一个考虑到碳烟先兆物生成、成核、凝聚、集聚和氧化等过程的较为仔细的柴油机碳烟排放预测模型。该模型在110柴油机上作了初步验证,表明模型具有一定的预测能力。     

基于MOUDI采样装置的186FA柴油机微粒物粒径分布特性研究

利用微孔沉积式碰撞采集器(MOUDI)进行了非道路用186FA柴油机排气微粒的采集和排气微粒物质量浓度粒径分布特性研究。研究发现:中高负荷工况下,柴油机排气微粒质量浓度粒径分布呈现近似的对数正态分布特性,而且随着负荷增大峰值粒径向小粒径方向偏移;各粒径级微粒质量浓度随负荷的增大而增大,中高负荷时增大趋势显著;积聚模态及粗粒子模态微粒质量浓度随烟度的增大均有增大的趋势,积聚模态微粒增大趋势相对明显;同一负荷率条件下,积聚模态微粒质量浓度基本随转速的升高而降低;中高负荷时微粒质量平均直径在0.32～0.56μm之间,低负荷时向大粒径级方向发展。     

PFI汽油机排气微粒数浓度及粒径分布研究

在不同转速和负荷下,用快速微粒光谱仪(DMS500)对PFI汽油机排气微粒的数浓度和粒径分布进行了测量.结果表明:在中低负荷下,PFI汽油机产生的微粒几乎全部为纳米级核模态粒子,随着负荷的增加,微粒数浓度单调增加,并且峰值粒径向粒径增大方向迁移;微粒的几何平均直径(GMD)和中位直径(CMD)都是随着负荷的增加而逐渐增...     

降低柴油/LPG双燃料发动机碳烟排放的试验研究

针对城市公交柴油客车一直难以解决的碳烟排放问题进行了大量的试验研究,开发出一种柴油／LPG 双燃料发动机用的燃料供给和控制系统。经柴油机改装和装备该系统的柴油／LPG双燃料发动机在运行过程中能 够在柴油运行模式和柴油／LPG双燃料运行模式之间平稳切换,在双燃料运行模式下能够保证发动机的动力性和 经济性,碳烟排放大幅度降低,最大可降低至柴油工况的80％。     

基于机器学习的柴油机碳烟颗粒质量排放预测模型

基于SC7H涡轮增压柴油机试验台架,开展了非道路瞬态试验循环下的柴油机排放试验,研究了瞬态循环的工况对碳烟颗粒质量浓度的影响。收集与碳烟颗粒质量浓度相关的各类传感器数据,构建一个大型的柴油机碳烟排放数据集。构建LGB梯度树模型和循环神经网络模型,采用数据集对它们进行训练,然后采用自学习算法对两种模型进行融合,获得一个更高准确度的预测碳烟质量排放融合模型。预测与实测结果的比较表明,构建的融合模型能较为准确地预测柴油机排放的即DPF入口的碳烟质量浓度实时变化,为柴油机后处理过程中碳载量的准确计算以及控制策略的开发提供参考。     

柴油机碳烟排放的数值模拟及试验研究

考虑碳烟粒子生成速率同时受控于涡团破碎速率和化学反应速率,提出一种输运控制率与碳烟氧化率混合控制模型进行碳烟计算,并用此模型对一台直喷式柴油机燃烧与排放生成过程进行了多维数值模拟。结果表明,计算模拟结果与试验测量结果吻合较好,且使用该模型能够预测柴油机研究样机的碳烟生成与氧化历程。     

柴油机碳烟颗粒在NO气氛下的催化氧化研究

围绕柴油机碳烟颗粒在NO气氛下的催化氧化问题进行相关的实验研究。通过稀土氧化物氧化铈和氧化镧分别负载硝酸盐制备了实验用催化剂,并在催化剂和碳烟颗粒"松接触"情况下,研究了在NO背景下对碳烟颗粒催化氧化过程,实现了在NO背景下对碳烟颗粒催化氧化;实验结果还显示,采用复合性稀土氧化物更能促进碳烟颗粒催化氧化,更有利于同时解决柴油车排放过程中产生的PM和NOx,从而为了开发高性能柴油机用催化剂提供了重要的实验基础。     

进气预混甲醇降低柴油机碳烟与NOx排放的影响参数研究

在485QDI自然吸气直喷式柴油机上研究了不同喷嘴、不同供油定时、不同喷醇的起点对进气预混甲醇发动机的碳烟、NOx排放和经济性的影响。研究结果表明，为了降低碳烟和NOx排放以及提高燃油经济性，与燃用纯柴油的发动机相比，进气预混甲醇发动机的柴油喷射定时可以保持不变或稍小，但燃油喷嘴的孔径应适当减小，预混甲醇的发动机负荷起点应适中。     

柴油机燃用二甲醚及采用排气再循环同时降低碳烟和ＮＯx排放的研究

本文对单缸直喷柴油机燃用二甲醚及采用排气再循环同时降低碳烟和ＮＯx排放进行了研究，结果表明，与燃用柴油相比，发动机燃用二甲醚可以实现无烟燃烧，ＮＯx降低３０％，未燃碳氢和ＣＯ排放有所下降，采用排气再循环（ＥＧＲ）在不增加未燃碳氢、ＣＯ和ＣＯ２、恶性发动机热效率的前提下进一步降低ＮＯx排放。     

柴油机燃用二甲醚及采用排气再循环同时降低碳烟和ＮＯx排放的研究

本文对单缸直喷柴油机燃用二甲醚及采用排气再循环同时降低碳烟和ＮＯx排放进行了研究，结果表明：与燃用柴油相比，发动机燃用二甲醚可以实现无烟燃烧，ＮＯx降低３０％，未燃碳氢和ＣＯ排放有所下降。采用排气再循环（ＥＧＲ）在不增加未燃碳氢。     

碳烟氧化模型的研究及在车用柴油机中的计算应用

提出了一个基于平均反应率的碳烟氧化模型,将其应用于柴油机数值模拟中,并结合试验方法研究了后喷射对碳烟排放的影响。将Hiroyasu碳烟生成模型和文中提出的碳烟氧化模型耦合在CFD源程序中构建多维模型,利用数值解析的手段,根据不同的后喷射方案计算柴油机碳烟的生成和氧化历程,并结合试验数据分析后喷射影响碳烟氧化的各种因素。研究结果表明,采用碳烟氧化模型和试验方法能真实反映柴油机碳烟的生成和氧化历程以及后喷射对碳烟排放的影响规律。     

铁基燃油添加剂对柴油机颗粒排放影响的试验研究

基于发动机试验台架,对柴油中添加微量的铁基燃油添加剂进行了试验,从颗粒物数量浓度和粒径的分布特性、排气烟度、颗粒物的氧化特性等方面研究了燃油添加剂对柴油机颗粒物排放的影响。研究结果表明：燃油添加剂能降低柴油机排气温度和排气烟度。加入添加剂后,核模态颗粒数量浓度增加,峰值粒径也增加;积聚态颗粒数量浓度无明显变化;颗粒物总数量浓度增加,但添加剂浓度对颗粒数量浓度影响较小。添加剂使颗粒物中SOF含量增加,同时也使得微粒的氧化表观活化能和起燃温度都降低。     

油束空间分布锥角对柴油可控预混压燃燃烧排放影响的试验研究

在柴油可控预混压燃燃烧模式下,进行了油束空间分布锥角及多脉冲参数对排放影响的研究。试验结果表明,在采用155°和125°油束空间分布锥角的两种油嘴时,通过改变多脉冲喷射定时均可控制预混燃烧放热幅度,但对NOx、HC和CO排放的影响不同;在3次和6次多脉冲喷射条件下,采用小分布锥角(125°)油嘴能够增加有效贯穿距离,提高气缸轴线方向的空气利用率,从而在大脉冲喷射定时条件下改善CO排放,并且可减少50%以上的HC排放。     

燃料特性对柴油机排放微粒粒度分布的影响

利用微粒粒径分析仪进行测试,以研究不同理化特性的燃料对直喷式柴油机微粒排放粒度分布的影响规律,分析了柴油机微粒排放粒度分布特征。结果表明,柴油机的微粒排放大部分在1μm以下,以粒径50nm为分界,基本可以分为核态和积聚态两种。测试中微粒粒数浓度随着稀释比的增加而加大,同时微粒分布趋向核态。与转速相比,负荷变化对微粒粒度分布的影响较大,随着负荷的增大,核态PM所占比例减小。与欧Ⅲ柴油相比,生物柴油燃料核态微粒较多,积聚态微粒较少。天然气合成柴油燃料的核态和积聚态微粒浓度均低于欧Ⅲ柴油燃料,但其积聚态微粒浓度高于生物柴油燃料。     

碳质纳米燃料添加剂对柴油机性能影响的试验研究

在一台ZS1100柴油机上,以碳质纳米颗粒氧化石墨烯(GO)、多壁碳纳米管(MWCNT)和石墨烯(GR)作为燃料添加剂(25×10^(-6)和100×10^(-6))分别加入生物柴油-柴油掺混燃料中,研究了柴油机的燃烧特性、经济性能和炭烟排放特性。结果表明,柴油中掺混20%体积比的生物柴油改善了燃烧过程,各负荷下滞燃期缩短,CA50提前,炭烟排放降低,但燃油消耗率最大增加了4.2%,热效率降低了2.1%。3种碳质纳米燃料添加剂的加入都优化了掺混燃料的燃烧,缩短了滞燃期,改善了燃油经济性,对比发现,添加100×10^(-6)的MWCNT后,缸压峰值最大提高了0.334 MPa,放热率峰值提高了17.9%,同时燃油消耗率最大降低5.0%,热效率提高4.4%。3种碳质纳米燃料添加剂的加入都降低了炭烟排放,且MWCNT和GR在高浓度时效果更加明显,其中100×10^(-6)的MWCNT效果最显著,炭烟排放最大降低了17.2%。     

装有DPF的轻型柴油车颗粒物排放特性的研究

利用电子低压冲击器,研究了配装DPF的轻型柴油车使用不同燃油时,DPF前后颗粒物排放状况以及颗粒物数量浓度和质量浓度在粒径上的分布.结果显示,车辆使用硫质量分数高的燃油时排放的颗粒物的数量和质量都比车辆使用硫质量分数低的燃油时大,但经DPF过滤后,不论使用何种燃油,颗粒物的数量和质量都会大幅减少,尤其以粒径在0.04μm以上的颗粒物更为明显,车辆使用硫质量分数低的燃油时DPF的过滤效率比车辆使用硫质量分数高的燃油时高.     

测量条件对柴油机排放PM尺寸分布的影响

研究了不同测量条件对柴油机PM尺寸与浓度分布测量的影响,在一台单缸柴油机上用SMPS测量装置测量了不同运转条件下柴油机PM排放,试验中采用不同的稀释比、稀释空气温度、取样点位置等,在大量的试验研究基础上,分析了柴油机PM排放的特征和主要影响因素。结果表明,随稀释比增加,PM尺寸趋向于累积模式分布或粗粒子模式分布,其浓度趋于降低;随着稀释空气温度的升高,PM质量和数量也相应降低,低负荷时PM峰值浓度移向细小颗粒的碳核模式区域;取样点位置远离排气出口,PM浓度逐渐减小,累积模式尺寸的PM数增多。