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预混合理想配比进气充量的燃烧是不会生成碳烟颗粒的。因此,为了满足颗粒排放目标,直接喷射火花点燃汽油机的开发目标是要提供预混合的进气充量来避免或最大限度地减少碳烟颗粒的生成。发动机开发不仅需要有精确的颗粒排放测量仪,而且还需要能在所有相关试验工况下识别缸内颗粒生成源的传感器和测量技术。通过记录火焰辐射信号,以及对这些预混合扩散火焰特征信号的分析,就可以进行这种识别。介绍能在标准发动机和整车试验程序下应用的测量技术和分析方法,以尽量减少发动机瞬态运转时会生成碳烟颗粒的燃烧方式。 相似文献
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为预测柴油机碳烟排放的粒径分布,选用90%摩尔分数的正庚烷和10%摩尔分数的甲苯作为柴油替代物,分别构建气相动力学机理和表面动力学机理,并将二者耦合,构建成柴油替代物机理(简称HTS机理),将HTS机理结合矩量法数值模型进行了机理验证,并通过改变进气发动机进气氧的体积分数,进一步研究了氧浓度对碳烟粒径分布的影响。研究结果表明,在滞燃期、层流火焰速度、预混火焰关键组分、预混火焰碳烟粒径分布、柴油机缸压与放热率以及柴油机排放物生成等方面,应用HTS机理计算的模拟值与试验值基本一致。使用HTS机理研究氧浓度对碳烟粒径分布的影响表明:随着氧浓度的增加,碳烟颗粒平均数密度降低、数密度峰值减小、数密度峰值对应的颗粒物直径增大;且小粒径(直径0~50 nm)碳烟的数密度随之降低。 相似文献
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《汽车工程》2019,(12)
根据Arrhenius方程建立催化型柴油机颗粒捕集器(CDPF)被动再生化学反应模型。通过在一台重型柴油发动机上进行台架试验,对建立的CDPF被动再生模型进行标定和验证,标定后的CDPF被动再生模型可很好地预测CDPF中碳烟被NO_2氧化的反应速率。结果表明,碳烟氧化速率随CDPF初始碳载量的增大和床温的升高而提高;在初始碳载量为3.8 g/L、NO_x含量为550×10~(-6)的工况下CDPF平衡温度约为283℃;增加NO_x排放可促进CDPF被动再生的进行,降低被动再生平衡点碳载量和平衡温度;再生平衡曲线与预设碳载量有关,随着预设碳载量的增大,再生平衡曲线下移,被动再生区域增大。 相似文献
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柴油机的主要排放污染物是碳烟和NOx,柴油重整废气再循环(REGR)可降低NOx和碳烟排放。文章利用三维CFD软件FLUENT,模拟计算并对比分析了ZS195柴油机在原机和柴油废气重整2种情况下的气缸内部燃烧压力、温度、O2浓度、NOx浓度和碳烟浓度。结果表明:柴油废气重整后的气缸内部平均压力和平均温度升高,但是最高温度降低;气缸内部O2浓度降低;NOx排放和碳烟排放同时降低。 相似文献
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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。 相似文献
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针对掺混甲烷的乙烯层流火焰中的炭烟颗粒从形貌角度进行了研究,构建了具有相同当量比(2.07)、火焰温度、气体流速的层流预混乙烯火焰和掺混甲烷的乙烯火焰,并各自选取了3个高度进行热泳探针取样,采用TEM和AFM方法对各个工况的炭烟颗粒粒径分布、平均粒径、平均体积当量球径进行了对比。发现少量的甲烷掺混会令乙烯火焰中炭烟颗粒的尺寸变大,而当甲烷掺混量变多时该现象消失。而通过对颗粒的圆度、球度和分形维数计算和分析,发现即使是很小的颗粒也具有相似的不规则形状,这一现象广泛存在于各种火焰和各种大小的颗粒中,不受掺混比的影响,并且越大的颗粒结构越松散。 相似文献
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空气往火焰中的卷吸率和放热率是在一台直喷式柴油机中用热力学方法计算的:推荐了一种双区模型,使用气缸压力、火焰温度和喷油率三个测得的数值作输入数据。由各种条件下的卷吸率和放热率间的相互关系,就可知道,扩散燃烧的初期和主要阶段的燃烧主要受空气往火焰中卷吸的控制。我们也研究了喷射压力、活塞形状和涡流强度对空气卷吸的影响。火焰中的混合程度是用火焰中的当量比评定的,后者也是用同一模型得到的。排气中氧化氮和炭烟浓度趋势是与火焰中的当量比和在所有各种条件下测得的火焰温度密切相关的。 相似文献
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通常可以使用压差传感器估计柴油机微粒捕集器(DPF)中的碳载量,但其在较低排气流量时的非线性和非稳定状态下,准确性会严重下降。为了提高精度,建立了新的碳载量估算方法,以计算DPF中的炭烟累计量,从而提高主动再生触发时间的精度。该模型基于发动机炭烟排放和DPF内的炭烟氧化平衡,由炭烟排放模型、NO2被动再生模型和炭烟高温氧化模型3个子模型组成。测试验证是基于全球统一瞬态试验循环(WHTC)进行的。试验结果表明,在载碳形成过程中,碳载量计算值与实测值的平均误差为4.6%。随着排气温度和NO2浓度增加,被动再生加快,主动再生间隔延长。 相似文献
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《汽车安全与节能学报》2014,(1)
燃烧火焰的温度测量对于发动机燃烧状态的诊断十分重要,可用于发动机的改进。本文用数字图像处理技术、光学和辐射学知识,建立了双色法测量温度的计算模型。用一个彩色电荷耦合器件(CCD)摄像机,获取燃烧火焰光学影像,从火焰图像中得到温度场。用Matlab软件,编制了该模型的标定和计算的程序。该系统能对标定图像,进行批量处理。用双色法标定参数曲线,得出温度场,并输出灰度图和伪彩色图,可给出一些温度场的统计值。结果表明:本系统所得结果与实际测量结果基本一致。 相似文献
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光学诊断在柴油机缸内碳烟测试中的应用 总被引:1,自引:0,他引:1
介绍了用于柴油机缸内碳烟测试的4种光学方法的原理和特点,包括消光法、散射法、双色法和激光诱导炽光法。消光法和散射法试验装置简单,数据精确,结合运用可以获得空间一点的碳烟体积分数和粒子尺寸。双色法在获取温度场的同时可以得到碳烟浓度的二维分布,是目前应用较为成熟的测试手段。但这3种方法得到的是碳烟在光程方向的平均结果。激光诱导炽光法采用激光片光对碳烟粒子进行加热,可以获得片光薄层内的碳烟浓度分布。通过比较可以看出,由于激光诱导炽光法可以获得瞬态二维碳烟分布,具有良好的时间、空间分辨率,十分适合缸内碳烟测试。 相似文献