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%。     

车用汽油机燃油空气加热器试验

为减少车用汽油机低温冷起动排放并实现快速起动,采用低压喷射、高压点火的方案,研制了一种新型燃油空气加热器,并对其进行结构优化和性能试验研究.结果表明:喷油压力对排放影响很大;喷油压力为3.5×105～4×105 Pa时,热风出口温度相差不大;喷油压力为4.5×105 Pa时,燃烧40 s后,热风出口温度上升较快,60 s时能达到109℃;结构优化后,加热时间可控制在60 s以内,但排气温度较高,燃烧室热负荷加大;采用该燃油空气加热器可实现快速有效的进气预热,为解决发动机低温冷起动排放高和起动困难等问题,提供了一个有效的措施.     

大气环境下生物柴油燃烧火焰温度的试验研究

在大气环境条件下进行了不同配比的生物柴油—柴油混合燃料的燃烧试验。在盖顿(A.G.Gaydon)和伍法德(H.G.Wolfhard)提出的火焰温度、绝热火焰温度等火焰特征参数的基础上,提出了相对火焰温度、平均火焰温度、分层火焰温度、高温点数量、温度最大差值等评价指标,对火焰的温度特征参数进行细化和定量,从火焰学的角度研究了大气环境条件下火焰温度特征参数随燃料混合体积分数的变化规律。研究结果表明:随着生物柴油混合体积分数的增大,外焰温度、高温点数量、高温区域所占比例、温度最大差值、相对平均火焰温度均增大,为NOx的生成提供了高温环境。     

菜籽油生物柴油化学动力学机理的构建

采用气‐质联用仪测量了以菜籽油为原料制备的生物柴油的酯类组成成分和比例,根据主要组分的分子式和含量,拟合得到生物柴油的分子式。确定了以丁酸甲酯和正庚烷组成的混合燃料来替代生物柴油,采用“叠加法”构建得到一种新的生物柴油化学动力学机理。通过对影响主要污染物生成的基元反应进行敏感性分析,筛选出新机理中需要修正的基元反应。调整指前因子修正化学反应速率常数,模拟不同扰动下CO2和C2 H4的摩尔分数,分析模拟结果与试验结果的平均误差。研究结果表明：生物柴油的拟合分子式为C19 H36 O2;丁酸甲酯和正庚烷组成的混合燃料在分子式、分子量、黏度等方面较丁酸甲酯与实际的生物柴油更为接近,可用来替代生物柴油;在指前因子略增大的扰动下,新机理计算的CO2和C2 H4摩尔分数的平均误差均较小。