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％。     

非圆喷嘴喷孔对重型柴油机燃烧和排放形成的影响

非圆喷孔被认为对降低柴油机烟度排放有潜力，这是由于燃油与空气之间暴露的表面积较大，更多的空气被吸入油束之缘故。这种想法是基于气体喷注的研究结果，与圆形喷注相比，椭圆形喷注吸入的空气显著增加。在一台2L单缸重型柴油机上对非圆喷嘴喷孔进行了试验，并与标准圆形喷嘴喷孔进行了比较。非圆喷孔的高宽比接近于2：1和4：1，其流量与传统的圆形喷孔相似。长轴与喷油器中心线的倾角采用两种不同的角度。发动机以恒定转速在高负荷和低负荷工况下进行了试验，并重复试验若干次。测量了排放、燃油耗和气缸压力，并与计算的放热率曲线一起提供。试验结果表明，非圆喷嘴喷孔有延长燃烧的倾向，且高宽比越大，则该倾向就越强烈。高宽比2：1的非圆喷孔与标准圆形喷孔相比，在排放和燃油耗方面的差异不大。在高宽比2c1的喷孔放热率曲线中可看出，延迟燃烧多半是由油束与壁面的干涉造成的。可以得出结论，如同那些采用高宽比2：1的喷孔那样，孔的形状对试验工况下柴油机燃烧的影响较小。高宽比4：1的喷孔更加延迟燃烧，被认为是油束与壁面的干涉造成的，但其排放和燃油耗的折衷曲线与那些非标准圆形喷嘴喷孔的相似。     

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。     

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。     

上海市公交柴油车碳烟排放的评估与分析

介绍了上海市道路交通以及公交汽车拥有量的发展；按照发动机购置年份、机型以及车队等统计上海市公交柴油车碳烟排放状况；追踪某一车队同一机型连续几年来的百公里油耗以及碳烟排放水平，分析了影响公交柴油车碳烟排放的各种因素；最后从管理方面提出加强I／M制度以降低公交柴油车碳烟排放。     

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。     

可提高动力性降低排放的新型活塞环

目前使用的各种活塞环在开口处普遍存在漏气现象,在使用中随着磨损增加漏气更加严重,造成发动机功率下降,排放增加。封口式活塞环利用插口片将活塞环的开口封死,减少了从开口处的漏气,使光密封度达到100%,通过在长安、桑塔纳和6100发动机上的对比试验,气缸压力提高20%左右,排放污染物有较大幅度的下降,燃料节约10%,输出功率提高10%;封口式活塞环工艺简单,推广方便。     

采用二次空气补给降低摩托车排放的研究

在摩托车化油器后采用电控节油净化器进行适当的机前二次空气补给来稀释、调整混合气,加大空燃比,对于降低CO、HC排放具有明显效果,具有实用价值;在摩托车催化转化器前引入机后二次空气补给可以达到提供O2、提高催化转化器转化效率和使之快速起燃的目的,从而有效降低摩托车的排放。     

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、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。     

直喷式柴油机碳烟和NOx排放的数值模拟及试验

为预测直喷式柴油机的碳烟和NOx排放,提出了新的小火焰计算模型———RIF模型。此模型是通过引入理想混合比分数空间坐标系,将通常坐标系下的组分方程转换到混合比分数空间坐标系下,得出新的组分扩散方程。将小火焰计算模型与流体动力学程序(KIVA-3V)相嵌套,增加并修改原有计算模块,将湍流喷雾运动和湍流燃烧运动有机分开,计算出直喷式柴油机湍流燃烧后生成的碳烟和NOx,最后通过试验验证了该计算模型。     

采用新型过量空气系数传感器降低燃油耗

由于废气排放标准限值日益收紧,因此,废气传感器技术变得越来越重要,与此同时,汽车制造商对传感器的安装空间、测量精度和可靠性也提出了更高的要求。为了改善内燃机的环保性,Bosch公司竭力开发能满足未来要求的过量空气系数(λ)传感器,并已将新一代LSF Xfour型跃变式λ传感器推向市场。     

助柴油商用车降低排放博格华纳推出新型EGR技术

博格华纳的新型废气再循环（EGR）技术降低了氮氧化合物排放，可以帮助中型和重型柴油发动机和商用车符合日趋严格的全球排放标准。不断循环的废气与空气和燃油的混合物相融合，可降低燃烧温度，从而减少氮氧化物的排放。博格华纳推出的新型电控蝶形EGR阀不仅控制精确、反映灵敏，而且流量大、密封性强、抗腐蚀、在极端环境下运行可靠。此技术将携手一家领先的商用车发动机制造商于2010年亮相。     

森萨塔的CPOS助戴姆勒降低新型发动机排放

森萨塔科技于2007年,与德国贝鲁(Beru)合作开发了他们的第一代CPS系列产品.通过将传感器整合进预热塞,森萨塔将直接监测柴油发动机的燃烧过程变为可能.该产品可使柴油发动机减少排放有害污染物达90％,不仅提高了燃油效率,并且直接帮助客户的产品达到非常严格的欧洲排放标准.森萨塔科技凭借该产品荣获了2006 0verijssel和2007年荷兰ATC创新奖(Dutch ATC Innovation Awards)以及2008年尤里卡利乐哈默尔奖(Eureka Lillehammer Award).     

用于降低氢燃料发动机氮氧化物排放的新型催化转化器

氢燃料在燃烧时产生的主要废气成分为氮氧化物(NOx)。通过对燃烧过程进行智能化设计,并采用稀薄燃烧和废气再循环(EGR),就能将NOx排放降至最低程度。由于发动机无法在所有的运行工况点均实现无NOx排放的要求,因此Keyou公司与TUFreiberg公司合作开发出了1种能从废气中高效去除NOx的催化转化器,并将其命名为“H2-DeNOx”,同时介绍了首次试验研究的成果。     

多次喷射对增压直喷汽油机湿壁及碳烟排放影响的数值研究

使用CONVERGE软件对缸内流动、喷雾、混合气形成和燃烧过程进行了仿真研究,尤其对喷射策略的变化对燃油湿壁、混合气分布和碳烟排放的影响进行了详细分析。对比分析了二次喷射方案和三次喷射方案仿真结果,包括滚流比、湍动能、湿壁量、Lambda分布、火焰面发展、碳烟排放等。结果表明:在发动机2 000 r/min,BMEP=0.8 MPa工况下,三次喷射与二次喷射相比,其混合气形成过程更为合理,点火时刻混合气质量较优,缸套湿壁量较高,活塞湿壁量较低,碳烟排放较低。