柴油机在高原地区燃用混合燃料的试验研究

在高原地区对1台4100QB—2柴油机燃用生物柴油与柴油不同掺混比的混合燃料进行了台架试验。分析了混合燃料的物性,根据其物性和掺混比计算出当量燃油消耗率。对比分析了柴油机燃用混合燃料的有效热效率、机械效率和负荷特性。试验结果表明,在高原地区,柴油中加入体积比为10%~30%的生物柴油,柴油机的经济性有明显改善。     

高压共轨柴油机高海拔性能仿真研究

采用GT-Power软件建立了高压共轨柴油机工作过程模型,研究了等油量和等空燃比条件下柴油机性能随高原环境条件的变化规律。结果表明:等油量下,柴油机扭矩和燃油消耗率在海拔3 000 m以内中高转速范围基本保持不变;在海拔4 000 m以上标定转速下增压器超速,海拔5 000 m,900 r/min时发动机因空燃比过低而无法运行。等空燃比下,同0 m海拔相比,海拔5 000 m不同转速下发动机燃油消耗率平均增加7.2%,扭矩平均下降近40%,动力性下降严重。等油量或等空燃比方法不符合我国高原实际情况,需要建立新的柴油机性能高海拔修正或预测方法。     

内燃机功率和燃油消耗率换算的图算法及高原地区换算中的一些问题

一、前言在内燃机测试中,为了比较在不同大气状况下测得的功率和燃油消耗率的大小,以及衡量它们与设计指标的差异,往往需要对实测结果进行换算。在高原地区,更为必要。换算时通常采用《内燃机功率及燃油消耗率换算方法》中提供的公式(公式见后),由于式中p、t、φ、P_w、η_(m0)等都是变量,在用公式计算时,若缺少现代运算工具,确会使人感到麻烦。尽管可以事先准备一些数表协助,但仍要多次查表及插值法计算。本文介绍一种图算法:即在一张图上经过几次连续图算,可以同时得到功率和燃油消耗     

DPF对柴油机性能影响的仿真研究

利用GT-Power软件,分别建立了柴油机颗粒捕集器(DPF)和D19柴油机的仿真模型,并把二者进行耦合,研究了DPF对D19柴油机的功率、扭矩、缸压及燃油消耗率等方面的影响。研究结果表明,加装DPF会使发动机排气背压升高,输出功率与扭矩下降,缸内最高燃烧压力降低,燃油消耗率上升,且随着载体内颗粒物数量的增加,这种趋势更为明显;当DPF内炭烟加载量接近满载达到10 g/L时,D19发动机的功率、扭矩已有明显的下降趋势,在高转速下最高降幅达4%左右,燃油消耗率增幅为3%左右。     

利用富氧装置改善柴油机高海拔性能的试验研究

基于发动机高原环境模拟试验台建立了加装富氧装置的柴油机高原模拟试验系统,研究了富氧装置对WD615.62增压柴油机在不同海拔(3 500 m、4 500 m)下性能的影响。结果表明,在不加装富氧装置的情况下,与零海拔相比,WD615.62增压柴油机在海拔为3 500 m和4 500 m时功率分别下降15.2%和19.1%,燃油消耗率分别增加了10.7%和22.4%。加装富氧装置后,与零海拔相比,该柴油机在海拔为3 500 m时最大转矩和标定功率分别提高了12.3%和8.6%,燃油消耗率平均下降了11.4%;在海拔为4 500 m时最大转矩和标定功率分别提高了16.1%和10.4%,燃油消耗率平均下降了14.1%。     

M11高原柴油机喷油正时

本文主要根据高原和平原的实际测量数据，通过理论公式来计算M11高原柴油机在高原地区使用时，其调整后喷油正时和着火延迟期的变化程度，分析判断是否能满足柴油机正常工作的需要。     

高原环境下柴油机冷却系统性能仿真

利用GT-suite软件建立了柴油机工作过程模型和冷却系统模型并进行直接耦合,通过高原模拟台架试验验证了模型的正确性,进而研究了不同海拔外特性工况下柴油机及其冷却系统性能的变化规律。结果表明:海拔每升高1 000m,柴油机出口水温平均升高5.01%,散热量平均减小6.25%,风扇质量流量平均减小11.20%,柴油机功率平均减小3.55%,燃油消耗率平均增加4.67%;该装甲车辆在海拔1 000~2 600 m低转速区和海拔2 600m以上必须降负荷或者提高冷却系统散热能力后使用。最后以柴油机出口水温不超过报警值为目标,计算得到了柴油机最大允许负荷和风扇最小体积流量增幅MAP图,为高原环境下柴油机及其冷却系统匹配和改进提供了参考。     

进气节流对柴油机低负荷性能影响的试验研究

在柴油机上加装节流阀是提升小负荷工况排温、改善排放的途径之一,但会对柴油机的其他性能造成影响。本研究通过给柴油机加装节流阀,研究了进气节流对柴油机小负荷工况性能的影响。试验结果表明:进气节流对柴油机的排温和NOx排放提升明显;柴油机进气节流后缸内压力下降,缸内平均燃烧温度、机械效率升高,滞燃期延长,燃烧始点后移;中低转速小负荷工况,随着节流程度的增加,燃油消耗率和烟度增加;高转速小负荷工况,一定范围内通过进气节流可以实现燃油消耗率和烟度的降低。2 500r/min,29N·m工况,保持EGR阀全开,随着节流程度的增加,NOx和烟度出现同时下降趋势,当空气流量由191.4kg/h降至140.6kg/h时,燃油消耗率、NOx、烟度分别下降了7.9%,58.1%,27.3%,排温提升了42.5%。     

通过改善燃油喷射和燃烧提高柴油机的热效率

<正> 柴油机的燃油喷射和燃烧,与发动机的性能、排气特性、噪声及强度等有直接关系,并在很大程度上影响发动机的综合性能。尤其是近年来,随着燃料情况的恶化,燃油经济性问题被人们所重视,现正在努力进行许多改善工作。为了降低发动机的燃油消耗率,首先要减少摩擦损失和泵气损失等,此外,改善机械效率也很重要;另一方面,通过改善燃油喷射—燃烧系统来提高指示热效率也同等重要。本文着重想就小型直喷式柴油机的燃油喷射和燃烧及其基本事项加以说明。     

柴油/聚甲氧基二甲醚混合燃料的柴油机性能与排放试验

试验研究了燃用不同掺混比的聚甲氧基二甲醚PODE2-4混合燃料时柴油机的动力、经济和排放特性。试验在未经改动的R180柴油机上进行,转速1 200、1 600、2 400 r/min,负荷20%~100%,使用了3种混合燃料,添加PODE2-4的体积百分比为5%、10%和20%。结果表明:随着PODE2-4掺混比的增大,柴油机功率和转矩下降,燃油消耗率和热效率增加。当掺混比达20%时,柴油机外特性功率和转矩下降5.3%,有效燃油消耗率增加13.6%,有效热效率增加1.8%。在各种转速、负荷时,随着掺混比的增大,HC和CO排放下降,排气温度和NOx排放增加,消光系数明显下降。因此,在低比例掺混条件下,PODE2-4适合作为柴油的添加组分使用。     

自然吸气和增压柴油机排放特性研究

按照欧洲排放法规ISO 8178.4规定的八工况法、五工况法分别对增压柴油机(LR4100TZ和LR4100 TZE)和自然吸气式柴油机(YTR3105)进行了排放特性的试验研究,并对增压柴油机的各工况排放特性及经济性进行了分析。结果表明,增压柴油机在中间转速时排放工况分担率较高,自然吸气式柴油机排放工况分担率集中在中、低负荷,而高负荷排放较低,增压柴油机采用电控喷油可进一步降低NOx排放和燃油消耗率。     

二甲醚／柴油混合燃料在压燃式发动机上的应用

为探索二甲醚/柴油混合燃料作为柴油机替代燃料的应用性能,对D20二甲醚/柴油混合燃料的喷雾特性进行了试验研究;同时,开展了直喷式柴油机燃用二甲醚/柴油混合燃料动力性能、经济性能及排放性能研究。结果表明:在同样的环境背压下,D20混合燃料的油束与柴油相比较,贯穿度有所缩短,喷雾锥角有所增大;柴油机燃用二甲醚/柴油混合燃料时,通过适当调整循环油量,发动机的动力性可以超过原柴油机,最低当量比油耗下降4.5%,烟度指标下降70%以上,NOx排放降低30%~50%;二甲醚/柴油混合燃料是一种能实现高比功率、低排放的石油替代燃料。     

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.     

二甲醚发动机的燃烧与排放研究

在一台2135直喷柴油机上，对燃油供给系统进行了适当的改造，测试了燃用二甲醚发动机的燃料喷射时刻、气缸压力和有害排放，计算分析了放热规律及滞燃期变化规律。研究结果表明，在供油提前角相同的情况下，二甲醚的喷射延迟比柴油长而滞燃期比柴油短，着火时刻落后于柴油；二甲醚的最大放热速率小，而燃烧持续期短；二甲醚发动机接近无烟排放，N0x排放浓度显著低于柴油机。     

增压柴油机上混燃乙醇的试验研究

通过在增压柴油机上燃用柴油和混燃一定比例的乙醇的对比试验,研究了混燃乙醇对柴油机工作性能和排放特性的影响。试验表明,在柴油里混燃一定比例的乙醇可以降低燃油消耗率,提高柴油机的有效热效率;同时,混燃乙醇对柴油机的功率影响较小,完全能够满足柴油机的各工况运行需要。     

EGR回路喷甲醇在柴油机上的应用研究

在YC6A220C柴油机上进行了进气道喷甲醇结合EGR的试验研究,在保持原柴油机动力性基本不变的基础上,研究了在不同负荷下,选用不同的EGR率和不同甲醇消耗率对原机的动力性、经济性、NOx和炭烟排放的影响。研究结果表明:单纯地使用EGR对于降低NOx效果比较明显,但是难以同时降低炭烟的排放,尤其当EGR率超过30%时,随着EGR率或者负荷的增加炭烟也急剧增加。向回路喷入适量甲醇后,不但可以保证NOx排放减少,而且炭烟排放也可以大幅度降低。在1 500r/min(最大扭矩转速)下,在EGR率为20%~35%,甲醇消耗率为50~70g/(kW·h)范围内,可以同时降低NOx和炭烟排放。发动机的动力性和燃油消耗略有降低,排放水平均低于燃用0号柴油。