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。     

车用重型柴油机二级增压系统模拟及试验研究

针对某车用重型柴油机进行了二级增压系统匹配研究,根据产品开发目标要求选择了高、低二级增压器。采用GT-Power软件建立了二级增压柴油机仿真模型,并对柴油机外特性稳态工况性能进行了模拟计算,分析了二级增压系统能量分配对柴油机性能的影响规律。建立了二级增压柴油机测试平台,并进行了外特性、万有特性及排放特性试验。模拟及试验结果表明,二级增压系统可以大幅提高柴油机低速扭矩,改善燃油经济性,拓宽柴油机燃油经济性运行区域,大幅降低柴油机PM排放。     

利用机械增压器降低柴油机瞬态工况排放的研究

一般来说，涡轮增压发动机有增压延迟，而机械增压发动机则不存在这个问题。为了满足日本新长期排放法规，在1台柴油机上安装了机械增压器，由此改善了柴油机瞬态工况和低速扭矩工况的增压特性。在瞬态工况应用更高的废气再循环率，降低了排放。介绍了柴油机使用机械增压的优缺点。     

单缸直喷柴油机涡流室燃烧系统外部增压的实验研究

为满足非道路用柴油机的排放法规,从改善柴油机缸内混合气形成质量出发,提出了直喷式柴油机涡流室燃烧系统;设计了柴油机外部增压系统,进行了新型燃烧系统在外部增压下性能的实验研究。结果表明,外部增压能降低柴油机的油耗和排放;增压压力为0.15MPa时,柴油机油耗率最低。增压压力为0.18MPa时,使用4×0.36×140°喷油嘴在供油提前角为8°CA、90%负荷下,NOx排放量仅为常压下的25%。     

柴油机二级增压系统试验研究

二级可变增压技术能够显著提高柴油机的升功率,增大柴油机低速时的扭矩,改善加速性、低速油耗及排放。根据二级增压系统工作原理,建立二级增压系统试验台架,对比分析原机与匹配了二级增压系统的柴油机的各项特性曲线。试验结果显示,在柴油机低速阶段,二级增压系统可达到较高增压压力,高速阶段增压幅度趋于平缓,保证了增压压力不会达到最高极限;与单级增压相比,烟度略有增加。     

两级相继增压对柴油机低负荷性能影响的试验研究

为综合提升陆用与船舶柴油机中低转速工况动力性、经济性和排放性能,搭建发动机性能试验台架,分别从增压系统性能、柴油机燃烧和整机性能三个方面,对比研究了低压级增压、高压级增压、两级增压和两级相继增压四种增压方式对某型柴油机的性能影响。研究结果表明：柴油机运行在推进特性中低转速工况下,与其他增压模式相比,两级相继增压模式能显著提高进气流量,而不引起增压压力的大幅度增加,缸内最高燃烧压力远离极限值,因此可适当增加喷油量,实现中低转速工况较高的扭矩输出;在高温富氧燃烧条件下虽然NO_x排放略有增加,但两级相继增压模式通过排气能量的合理利用,获得了泵气功的收益和燃油消耗率的降低;在推进特性30%负荷下,与低压级增压相比,两级相继增压泵气平均有效压力提升0.019 3 MPa,燃油消耗率降低4.9 g/（kW·h）,经分析得出两级相继增压为柴油机在低负荷工况下最优的增压模式方案。     

进气管喷气对柴油机加速加载过程的影响研究北大核心

为解决相继增压柴油机加速和加载过程中出现的排放性能恶化的问题,进行了进气管喷气系统的改造,建立了瞬态过程的控制与数据采集系统,在柴油机在加速、加载过程中进行了喷气试验。通过研究不同喷气压力、喷孔直径对柴油机进气压力、最高燃烧压力和平均指示压力以及排放性能的影响规律,得出了加速、加载过程中的喷气策略,有效地改善了相继增压柴油机加速、加载过程中的瞬态性能。     

车用柴油机的二级增压

阐述了重型车用柴油机及轿车柴油机上采用的二级可变增压系统原理。试验表明，在柴油机上应用二级增压能有效提高升功率、增大低速扭矩、改善加速性、改善低速油耗及排放。指出，二级增压系统存在着较为复杂的系统构成、体积和质量都较大及有关控制难以实现等问题，并探讨了其解决方案。     

排气再循环对增压真喷式柴油机排放特性的影响

在ＩＳＵＺＵＬ６ＴＣ型增压中冷直喷式柴油机上进行了排气再循环试验，分析研究了在增压中冷柴油机上采用不同的ＥＧＲ系统，以及在不同负荷下ＥＣＲ率对其排放特性的影响，同时给出了ＥＣＲ降低柴油机ＮＯｘ排放的具体效果。     

柴油机废气涡轮增压中冷技术

柴油机废气涡轮增压技术出现有近百年历史,现在由于关键零部件的制造技术得已解决,得到了广泛应用,在工程机械、农业机械方面应用较为普遍.采用涡轮增压器主要作用是提高柴油机功率、降低燃油消耗,同时废气涡轮增压中冷技术还可以降低柴油机排放.     

CA6102B1单点电喷发动机的开发

ＣＡ６１０２Ｂ１电子燃油喷射发动机是在原ＣＡ６１０２基本型基础上,更改了配气、供油及点火等系统而成。介绍了ＣＡ６１０２Ｂ１发动机供给系统及电器部分的基本结构、喷油量调整、点火提前角调整和节气门喉口直径的选取方法,并对样机进行了试验。可以看出,ＣＡ６１０２Ｂ１单点喷射发动机的动力性、经济性均优于原机,通过装ＥＧＲ装置排放指标能满足北京市地方环境标准。     

采用切线凸轮的电控单体泵燃油系统性能研究

研究了电控单体泵燃油系统特性在匹配切线凸轮型线下的燃油特性。进行了高转速和低转速下的试验,低转速下对应的供油速度低,如果供油提前角太提前将导致断续喷射,高转速下较大的凸轮速度将对应较高的供油速度,使得供油压力高,因此可用凸轮速度范围受到限制,切线凸轮速度变化较大使得对应的工作区间较短;进行了不同提前角下的试验,供油角度的变化对电控单体泵燃油系统喷射特性影响较大,不利于通过调节喷油角度来优化排放性能;进行了不同油量下系统的特性试验,发现不同油量下喷射特性变化大,变化规律不满足理想喷油规律的需求;进行了高速下燃油系统试验,高速时由于压力波的影响出现了二次喷射。结果说明,切线凸轮型线的速度段斜率大,能够快速实现高速供油,有利于快速建立供油压力,但是采用切线凸轮的单体泵燃油系统的供油特性受到转速和提前角的影响,不利于发动机面工况的匹配和大功率柴油机的需求。     

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。     

供油参数对CNG双燃料发动机低负荷排放的影响

通过发动机性能试验 ,对引燃油量和供油提前角对发动机低负荷排放的影响进行了深入的探讨。试验表明低负荷时引燃油量可适当增加以改善排放 ;供油提前角适当提前可降低HC和CO排放 ,又不会使NOx 排放增加很多。     

DME预混合引导进气实现PCCI-DI燃烧的试验研究

在单缸二甲醚发动机上开展了从进气管导入部分DME实现PCCI-DI燃烧的试验研究。结果表明,采用PCCI-DI工作模式时发动机可在较宽广的转速和负荷下运行,热效率增加,NOx排放下降,但HC和CO排放有所上升;随着进气管中导入的二甲醚量的增加,NOx,HC和CO排放都随之增加;此外,发动机采用PCCI-DI工作方式时,供油提前角可在原DME直喷压燃发动机的基础上进一步推迟。     

柴油机振动速度特征参数与供油提前角异常故障关系研究

采用数值模拟和试验研究相结合的方法对振动速度特征参数与供油提前角异常故障的关系进行了研究。基于已验证的195柴油机有限元模型模拟并提取了不同供油提前角下的振动速度特征参数,模拟结果表明,随供油提前角的增大,描述燃烧始点、峰值压力出现时刻及最大压力升高率出现时刻的振动速度特征参数减小,描述峰值压力及最大压力升高率的振动速度幅值特征参数增大,描述平均指示压力(IMEP)的特征参数变化规律不明显。以1110和295柴油机为试验验证对象,测量并提取了不同工况下的振动速度特征参数,结果表明振动速度特征参数随供油提前角的变化规律和理论分析结果一致。     

EGR对柴油-天然气双燃料发动机稀燃的影响

在一台由柴油机加装天然气供给系统改装而成的双燃料发动机上进行试验,分别研究了EGR率和过量空气系数(a)随喷油提前角变化对双燃料发动机的影响。结果表明:当EGR率为0时,a过大导致热效率降低。增大喷油提前角使着火提前,燃烧得以改善,最大压力升高率和最高燃烧压力提高,热值折合燃料消耗率降低。喷油提前角一定时,最大压力升高率、最高燃烧压力随EGR率的增大先升高后降低,热值折合燃料消耗率先降低后升高,EGR率为20%时热值折合燃料消耗率达到最低值。采用EGR技术能有效降低NOx排放,但HC,CO,CH4和炭烟排放随着EGR率的增大而增大;增大喷油提前角使缸内柴油预混燃烧比例增加,HC,CO,CH4和炭烟排放降低。因此,采用EGR时应适当增加喷油提前角。     

采用电控直列泵+冷却EGR技术的国Ⅲ柴油机排放性能的研究

研究了采用电控直列泵+冷却EGR技术的国Ⅲ柴油机强制关闭EGR阀对ESC、ETC和ELR循环排放的影响.分析了在调整喷油提前角后的ESC循环试验结果.比较了满足国Ⅲ排放法规的直列泵、电控单体泵和高压共轨3种技术的ESC循环的油耗率.研究结果表明,国Ⅲ柴油机在关闭EGR阀后NO_x大幅上升,超过了法规限值;虽通过调整喷油提前角可达到国Ⅲ排放的要求,但油耗率上升,动力性下降;与其它技术相比,采用电控直列泵+冷却EGR技术时国Ⅲ柴油机ESC循环油耗率最低.     

柴油机燃用DME的非常规排放物试验研究

用气相色谱仪测量研究了ZS195柴油机燃用DME排气中的非常规排放物甲醛和甲酸甲酯。研究表明,甲醛是非常规排放物中的主要成分;在空载工况下,甲醛和甲酸甲酯的排放量随转速上升而略有上升;在高负荷工况下,二者的排放量大幅降低;此外,适当减小供油提前角,降低喷油压力和缩小喷孔直径都有利于减少甲醛和甲酸甲酯的排放量。     

EGR对车用柴油机性能影响的试验研究

结合某废气涡轮增压和高压共轨小型4缸柴油机国Ⅳ排放达标工作,进行了计算机在线实时控制EGR对柴油机性能影响的试验研究,通过试验分析了EGR对NOx、烟度、排气温度、燃油消耗率的影响规律,并对EGR率与喷油提前角的匹配作了进一步的研究。结果表明,为降低柴油机NOx排放,不同工况应采取不同的EGR率;烟度、排气温度、燃油消耗率均随着EGR率的增加而增大;EGR率和喷油提前角应实现良好的匹配,才能保证NOx排放和燃油消耗率都能达到要求,其中小EGR率匹配小喷油提前角,大EGR率匹配大喷油提前角。