等离子体辅助NH_3-SCR去除柴油机NO_x的试验研究

为提高传统选择性催化还原(SCR)技术低温去除NOx的效率,设计了一套基于介质阻挡放电形式的低温等离子体反应器辅助NH3-SCR反应系统。通过改变放电电压及模拟气体组分,考察了反应温度和O2体积分数对低温等离子体辅助NH3-SCR去除NOx效率的影响。结果表明:低温下等离子体的促进作用显著,高温时促进作用较微弱;NOx去除效率随O2体积分数增大而先升高后降低,加入等离子体反应器能显著提升低温时NOx去除效率。     

串联谐振模式下介质阻挡放电动态负载及工作特性研究

分析了采用串联谐振中频逆变高压电源供电的介质阻挡放电装置的工作原理及其负载输入电压的频率特性,并对其动态负载及工作特性进行了试验研究。结果表明:负载的介质等效电容随着放电功率的增加而增大,气隙等效电容则随放电功率的增加而减小,气隙及介质等效电容的串联值随放电功率的变化较小;上述系统在负载气隙击穿前后存在两个不同的谐振频率,系统工作在气隙击穿前的谐振频率放电最易启动,而电源频率接近气隙击穿后的回路谐振频率时有利于系统放电功率的提高,为介质阻挡放电型低温等离子体反应器的设计及改进提供了理论及试验依据。     

低温等离子体净化汽车尾气中NO的研究

采用介质阻挡放电等离子体脱除汽车尾气中的NO,通过试验对“N2+NO”模拟尾气的低温等离子体净化作了研究;考察了放电电压、尾气在等离子体反应器中的停留时间、NO初始浓度对模拟尾气中NO去除率的影响;对低温等离子体脱除汽车尾气中NO的可能途径作了探讨,并从中判断出N2+NO体系中的主要反应,建立了动力学模型。模型中NO的反应动力学曲线与试验数据的一致性良好,证明了反应机理的合理性。     

DBD型低温等离子体放电功率影响因素研究

为深入理解介质阻挡放电特性,提高其运行效率,采用Q-VLissajous图形法对介质阻挡放电功率P进行测量,研究了外加激励峰值电压V、放电频率f、放电气隙lg、介质厚度ld等因素对介质阻挡放电功率的影响。试验结果表明,P随V的增大而增大;相同V时,提高f可增大P,且采用较大f的P随V的增长速度较快;P随lg的增加而提高,但lg不宜太大,否则热损耗增加,且易造成介质击穿;减小ld可提高P,为避免介质击穿,ld也不宜太小。     

低温等离子体转化NO/C3H6/O2/N2气氛中NO的实验研究及机理分析

利用介质阻挡放电获得低温等离子体,开展了含氧气氛中利用低温等离子体转化NO的实验研究,研究了放电环境和添加C3H6对NO/O2/N2气氛中O3生成浓度与NO转化的影响.结果表明,冷却环境有利于O3的生成和NO转化率的提高;激励电压峰峰值升高时,O3生成浓度和NO转化率随之升高;添加C3H6有利于NO转化率的升高,且NO...     

基于低温等离子体喷射系统的柴油机模拟排气NO转化研究

为了研究低温等离子体后处理系统对柴油机有害排放物的作用效果,设计了介质阻挡放电式低温等离子体反应器,采用一种独立于柴油机排气管之外的低温等离子体喷射系统,研究了在不同的低温等离子体气体喷射量及柴油机不同模拟排气温度下,NO的转化及影响因素。研究表明:在低温等离子体喷射系统作用下,NO主要转化为NO2,NOx总量变化不大;随着激励电压峰—峰值的增加,NO转化为NO2的转化率先上升后下降;对应于不同的柴油机排气量,低温等离子体气体喷射量存在一个最佳值,可使得NO转化为NO2的效率最高;高温不利于NO的转化。     

线管式NTP反应器降低柴油机PM排放的研究

设计了一种线管式低温等离子体反应器,对该反应器的工作特性进行了试验研究及理论分析,并采用该反应器进行了降低柴油机排气PM的台架试验。研究结果表明,线管式低温等离子体反应器存在两种不同的放电形式,介质阻挡电晕放电和介质阻挡丝状放电,其放电形貌与工作特性显著不同。两种放电形式均可降低柴油机PM排放;介质阻挡丝状放电较介质阻挡电晕放电对PM的处理效果更好,能量利用效率也更高。当反应器放电形式为介质阻挡电晕放电时,反应器中同时存在对PM氧化分解的化学过程和对PM荷电捕集的物理过程。     

低温等离子体对柴油机尾气净化效果的研究

本文中对利用低温等离子体(NTP)技术净化柴油机尾气中的颗粒物(PM)、总碳氢(THC)和氮氧化物(NOx)进行研究,结果表明,介质阻挡放电反应器的输入能量和对柴油机尾气的处理量是影响NTP净化性能的主要因素.在低能量窗口(输入电压约为7.5kV)内,NTP对NOx净化效果较好,对PM和THC的净化效果较差;而在高能量窗口(输入电压为10kV)内,NTP能有效地净化PM和THC,却可能使NOx的浓度增大.在相同输入能量条件下,处理量越大NTP的净化效果越差.     

进气门晚关机构对高增压柴油机排放与热效率的影响

以某重型柴油机为研究对象,在低速中等负荷工况,通过对比进气门晚关机构开闭两种状态对两级增压系统匹配关系的影响,分析其对柴油机排放和热效率的影响。研究表明,喷油定时(上止点后-2.5°~8.5°)和EGR率(0%~21%)恒定时,使用进气门晚关(IVCA)机构后HC排放降低,有效热效率下降。当喷油定时不变,BNOxdif与BCOdif随着EGR率的增加而减少;当EGR率保持恒定时,随着喷油定时增加,BCOdif呈现先增加后减小的趋势,拐点在4.5°~6.5°(ATDC)之间;同时,开启IVCA机构后,EGR率在15.29%~21.16%,喷油定时在-2.5°~8.5°(ATDC)范围内,Bsootdif均小于0。在保证喷油定时恒定时,EGR率越大,Bsootdif越小。当量比在0.42~0.52范围内,保持喷油策略不变,使用IVCA机构致使进气流量减少,若当量比在原状态的基础上增加超过0.07,即可克服由于流量减少导致柴油机缸内平均温度和燃烧持续期增加对NOx生成的负面影响。     

发动机燃用煤层气燃料时燃烧特性的试验研究

用天然气掺加氮气来模拟煤层气燃料,在一台由柴油机改装的单缸火花点火发动机上开展了燃用煤层气时的燃烧特性,包括燃烧期及其循环变动性能的试验研究,结果表明,不同负荷下,随着氮气体积分数的增加,最大缸压对应的曲轴转角延迟,压力升高率降低,火焰发展期明显变长.当氮气体积分数为20%时,燃烧较稳定,当氮气体积分数增大至30%时,燃烧循环变动明显加剧,但随着发动机负荷的增加循环变动减小.     

Majorization of working parameters for non-thermal plasma reactor and impact on no oxidation of diesel engine

The main target of this work is to realize the function of pre-oxidizing NO from diesel engine’s exhaust by using self-designed double-dielectric Non-thermal Plasma (NTP) reactor. The majorized discharge frequency and discharge peak to peak voltage (V_p-p) range for NTP reactor were obtained through air discharge test. The diesel engine test bench was established to observe the effect of NTP on the volume fraction of NO. The results showed that there were more active substances and fewer by-products in NTP reactor when discharge frequency was 9 kHz and V_p-p was between 9 kV and 23 kV; Exhaust flows had insignificant effect on the performance of NTP pre-oxidizing NO; The ability of NTP to pre-oxidize NO gradually weakened with the increase of engine load, and when the engine load were 0 % and 25 %, the ratio of NO/NO₂ could reach 1. In such working conditions, SCR system could improve the conversion rate of the NO_x at low-temperature zone through quick reaction combined with NTP.     

边界条件对柴油机瞬态过程能量流及?流的影响规律研究

在一台高压共轨增压中冷柴油机上,分析了负荷加载时间、冷却系统温度等边界条件对典型恒转速增转矩瞬变过程能量流及?流的影响规律。结果表明,柴油机负荷加载过程热效率和?效率总体呈现先上升后下降的趋势,且加载时间越短,进气迟滞引起的能量劣变会导致更低的能量利用率;改变中冷器冷却特性,提高加载过程进气温度将导致缸内扩散燃烧份额增加、传热时间更长,而冷却液温度降低则不利于改善瞬态工况缸内等效绝热特征,导致传热和排气过程能量损失及其中的可用能份额增大;调制负荷加载时间和冷却系统温度有助于改善柴油机加载过程进气响应特性、缸内热氛围状态和绝热特征,提升柴油机瞬态工况能量利用水平。     

驱动参数对GDI压电喷油器特性影响的试验研究

在油泵试验台上采用不同驱动方式对汽油机缸内直喷(GDI)压电喷油器的流量特性和响应特性进行了研究,测量了喷油器的喷油量、针阀开启时间等参数随驱动电压、电流的变化规律.研究表明:采用单峰值和恒定电流驱动方式,随着驱动电压的增大,喷油量近似呈线性增加,当电压大于155 V时,喷油量保持不变;采用多峰值电流驱动,随着驱动电压的增大,喷油量不断增大.采用恒定电流和多峰值电流驱动时,驱动电流对喷油量的变化影响不大.相同电流时,多峰值电流驱动的喷油量小于恒定电流驱动的喷油量.压电喷油器的响应时间随着驱动电压、驱动电流和电流变化率的增加逐渐减少,并最终趋于稳定.     

一氧化氮在低温等离子体中的氧化试验研究

采用低温等离子体反应技术将部分NO预氧化成NO2,研究了放电电压、气体成分对等离子体氧化NO性能的影响。研究发现,O2和碳氢的存在能显著提高等离子体中NO的氧化效率,且NO2的生成量随加入的O2和碳氢浓度升高而增加。同时也发现,O2和碳氢对NO预氧化的促进作用存在一定的理想范围。     

SCR 催化器内浓度场影响因素的仿真研究

为提高 NO x 的转化效率,研究了温度、空速、氨氮比和 NO 与 NO2的摩尔比对 SCR 催化器内浓度场的影响。试验验证了 SCR 化学反应模型,将准确的化学反应动力学参数输入到 Fire 软件并建立 SCR 催化器模型,计算分析 SCR催化器内组分浓度场的影响因素。得出以下结论：温度越高,NH3和 HCNO 的浓度越高;流体涡流为喷雾液滴蒸发和热解提供了有利条件;空速太大,NO 的转化效率会降低;当氨氮比为1时,理论上 NO x 的转化效率达到最高;当氨氮比小于1时,NO x 转化效率随氨氮比的升高而升高,但在接近1时候产生氨滑移;当氨氮比大于1时,NO x 转化效率变化不大但会产生大量氨滑移。因此最佳的氨氮比应是在保证较小的氨滑移的前提下尽可能提高 NO x 转化效率。     

高温高压条件下柴油的雾化蒸发特性

利用高速摄影和纹影法,在可变温度和压力的定容燃烧弹中,模拟发动机的实际运转工况,进行了不同喷油压力和背景压力条件下柴油的雾化蒸发特性试验研究,得出一系列热态喷雾图像。研究表明：喷油压力越高,雾注总的贯穿距离、锥角和投影面积越大,但液核的最大贯穿距离、锥角和投影面积变化不大,显著蒸发时刻不断提前,气相部分投影面积增大,混合均匀性改善;随着背景压力的升高,气、液相贯穿距离均下降,雾注总的喷雾锥角增大,雾注面积、液核面积减小。