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%。     

生物柴油燃烧过程中氧、氮元素的迁移历程分析

在丁酸甲酯化学反应机理的基础上,添加了详细的NOx生成机理,得到包含214种物质和1 241个基元反应方程式的生物柴油机理.运用均质零维反应器模型,计算了燃烧过程中各基元反应的ROP(Rate of production,ROP)系数,确定了影响各中间产物生成的主要基元反应方程式.通过ROP分析,阐明了生物柴油燃烧过程...     

内燃机燃料化学动力学机理的研究进展

综述了国内外构建甲醇、乙醇、正庚烷(替代柴油)、异辛烷(替代汽油)、癸酸甲酯(替代生物柴油)等内燃机燃料详细化学动力学机理的研究进展.介绍了国际燃烧学界和反应动力学界对复杂反应体系的反应机理进行简化处理的主要方法,以及运用这些方法所取得的研究成果,比较分析了不同机理简化方法的理论基础和优缺点.鉴于代用燃料常采用掺烧方法...     

生物柴油发动机非常规排放物及测试方法

综述了生物柴油发动机非常规排放物的研究进展,对发动机燃用生物柴油和矿物柴油非常规排放物进行了分析。重点介绍了醛类、酮类、单环芳香烃(MAHs)、多环芳香烃(PAHs)、金属粒子和DDE 6类非常规排放物的主要属性及其测试方法。结果表明,在相同工况下,发动机燃烧生物柴油的醛类、多环芳香烃(PAHs)、单环芳香烃(MAHs)的排放量低于燃烧柴油,但部分金属粒子和DDE的排放量要高于燃烧柴油。非常规排放物,特别是多环芳香烃(PAHs)、金属粒子和DDE有毒、致癌。这些非常规排放物可以通过色谱仪—质谱仪联用、气相色谱仪—火焰离子探测器联用及高效液相色谱仪—紫外线检测器系统联用等方法来测定。     

柴油机醛酮污染物的测量方法研究

采用DNPH衍生法和高效液相色谱(HPLC)技术对生物柴油发动机尾气中的羰基化合物(醛、酮)进行了捕集和分离测定,优化了液相色谱的分离条件,考察了臭氧对检测结果的影响以及采样柱的洗脱效率。结果表明,采用梯度淋洗可以得到较好的分离效果,尾气中的臭氧会导致检测精度降低17%,乙腈的洗脱效率可达90%以上,DNPH衍生法是醛、酮类物质分析测定较为理想的方法。     

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。     

新型复合含氧添加剂对柴油机燃烧特性的影响

分析了自行研制的新型复合含氧添加剂(记为FHYJ)的理化特性,在车用BJ493Q柴油机上进行了燃用FHYJ掺烧比例为9%的FHYJ—柴油混合燃料的试验,测量了缸内压力、压力升高率和放热率。比较和分析了燃用柴油和FHYJ—柴油混合燃料的燃烧特性,探讨了添加剂和混合燃料对柴油机滞燃期、预混合燃烧期、扩散燃烧期以及燃烧持续期等参数的影响。结果表明,在柴油机不作任何改动的前提下,掺烧FHYJ清洁燃料复合含氧添加剂,缸内压力、压力升高率和放热率在低负荷下均与原机基本相当,在中、高负荷有所下降,滞燃期、预混燃烧期均较原机延长,扩散燃烧期和燃烧持续期均较原机缩短,且其变化程度均随负荷的增大而增大。     

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。     

多因素匹配降低生物柴油发动机NO_x排放的数值模拟

利用CFD-FIRE软件对1台燃用生物柴油的直喷自然吸气式柴油机建立了喷雾和燃烧计算模型,并进行了模型修正。基于正交试验法进行数值模拟计算,考察了供油提前角、EGR率、喷雾夹角和喷孔直径4个因素对生物柴油发动机NOx排放的影响。通过极差分析与方差分析,确定了因素的主次关系,并对最优化匹配方案进行了预测。研究结果表明,EGR率为影响NOx生成的最显著因素,其次分别为喷孔直径、供油提前角及喷雾夹角。最佳匹配方案:供油提前角为7°CA,EGR率为0.15%,喷雾夹角为150°,喷孔直径为0.27 mm。     

基于Simulink的小型汽油机温度传感器故障自诊断软件开发

运用MATLAB/Simulink模型开发平台,采用飞思卡尔MC9S12XEP100单片机作为主芯片,选取典型的模拟量传感器温度传感器为研究对象,采用模块化的设计思想,开发了传感器故障诊断软件,通过特定的诊断算法以及容错策略判断传感器是否存在故障。在168F小型汽油机上,通过人为设置故障,验证了故障诊断软件的可行性。试验结果表明,该软件运行稳定可靠,诊断效果明显,对普通模拟量传感器的诊断软件开发具有指导意义。