甲醇不同替代比率对DMCC排放影响的试验研究

对比研究了加装氧化型催化转化器后,甲醇对柴油的不同替代比率条件下柴油/甲醇组合燃烧(DM-CC)系统发动机排放的差异.试验结果表明,为使DMCC发动机的Nox、THC和CO的综合排放最优,在低负荷时,替代率不宜超过22%;中等负荷时,保持35%的替代比率较为理想;大负荷时,替代率可以增加,但不宜超过50%.研究发现,起燃温度较低的氧化催化转化器对全面改善DMCC发动机排放起着非常重要的作用.本研究结果为使DMCC燃烧方式实现低排放提供了重要途径.     

柴油/甲醇组合燃烧增压中冷发动机的甲醛及常规排放特性

为了研究柴油/甲醇组合燃烧(DMCC)方式对发动机排放性能的影响,在增压中冷发动机上采用DMCC方式,对甲醛排放特性进行研究,另外在DMCC模式下对加装氧化催化转换器前后常规排放进行对比.结果表明:在各负荷下,甲醛排放均随着甲醇喷射量的增加而升高;在甲醇喷射量不变的情况下,甲醛排放随着负荷的增加明显降低.增压中冷发动机的NOx和碳烟及微粒排放同时大幅度下降,但HC和CO排放增加较多.加装氧化催化转化器后,HC和CO排放得到了大幅度降低,微粒排放也进一步减少.     

甲醇/汽油混合燃料发动机非常规排放成分测量方法研究

对使用气相色谱仪检测甲醇／汽油混合燃料发动机排气中醇醛类排放方法进行了研究，优化选择了采样方法、载气流速、柱温等参数，证明安装PEG色谱柱的GC2010完全可以对甲醇／汽油混合燃料发动机排气中的醇、醛进行精确的检测分析。发动机尾气测试结果表明，汽油机燃用M10混合燃料时，排气中的甲醛中低负荷高达0．2mg／L。此外，发动机燃用市售汽油和M10两种燃料时，排气中的甲醇、乙醇和乙醛量相差在10％左右，经三效催化转化器后，可以被控制到接近零排放的水平。     

柴油/甲醇组合燃烧增压共轨发动机的燃烧特性和排放特性

在增压共轨发动机上采用柴油,甲醇组合燃烧(DMCC)方式进行燃烧特性分析和排放特性分析.对DMCC模式下放热率、缸内压力变化和p-V图的分析表明,DMCC模式具有吸热汽化、推迟着火时间、提高定容燃烧度、降低排气温度等优点,从而大幅度提高了燃料的燃烧效率.对M100(纯甲醇)和M90(含水10%的甲醇)的排放量进行检测,表明M90比M100更能降低甲醛、NOJ、HC和CO排放.     

火花点火式电控甲醇发动机非常规污染物的排放特性

在火花点火式电控甲醇发动机上,采用M85(85％甲醇和15％汽油的混合物)和M100(100％纯甲醇)两种甲醇燃料进行台架实验,通过气相色谱法检测和分析了甲醇和甲醛非常规污染物在发动机2 000 r／min和怠速时的排放特性,同时考察了三元催化反应器对非常规污染物的转化效率．实验结果表明:燃用甲醇燃料时,甲醇和甲醛排放量在无负荷时最大,而后,随负荷的增加而降低,到一定值后,随负荷的增加而升高,甲醇和甲醛排放量(体积分数)分别可高达450×10-6和150×10-6;催化后甲醇和甲醛的排放量均明显降低,其中甲醇的催化转化率可达到 95％以上,而甲醛的催化转化率与之相比略低．此外,怠速时发动机甲醇和甲醛的排放量也较高．     

改善DMCC发动机废气排放质量的研究

为找到全面降低柴油机排放的途径，研究了加装氧化催化转化器对柴油／甲醇组合燃烧（DMCC）发动机排放特性的影响，比较了不同工作模式下各污染物的排放量。试验结果表明，DMCC模式下NOx和碳烟排放下降幅度较大，但HC和CO排放增加较多，微粒比排放量也有所增加。经过氧化催化后，HC和CO得到了较大程度的降低，微粒（PM）经氧化后比原机也有所下降。DMCC经采用催化转化器后，废气质量得到改善，实现了同时降低柴油机的NOx和PM的目的。     

甲醇汽油添加剂对汽油机性能的影响

获得了汽油机燃用加入了添加剂的不同比例甲醇汽油和汽油的低负荷特性曲线和怠速排放数据。结果表明,甲93#醇汽油中加入添加剂后,汽油机燃用甲醇汽油尤其是中高比例甲醇汽油的怠速和低负荷性能与燃用汽油相当,油耗量93#和油耗率无太大变化,尾气经三效催化转化器转化后,常规排放相当,甲醇和甲醛排放接近零排放水平。     

预混合气浓度和温度对DMCC发动机运行边界的影响

以大柴DEUTZ-BM6F1013发动机的燃烧室为原型,采用FORTé程序包建立了缸内燃烧的三维CFD模型.通过不同条件下模型计算值与试验值的对比验证了模型的正确性.基于纯柴油模式(1,000,r/min、100,N·m)工况点,计算了不同初始温度、初始甲醇混合气浓度下缸压的变化情况,结果表明:柴油/甲醇组合燃烧(DMCC)模式随预混合气浓度和温度变化的运行边界可分为失火、爆燃和早燃3个区域.在失火和早燃区域,预混合气浓度的极限值均较低,热效率不高,且存在停转的风险,不利于发动机安全可靠的运行;在爆燃区域,预混合气浓度的极限值受最大爆发压力的限制,可以维持较高的数值,且该阶段燃烧稳定,发动机热效率高.因此,进一步提高DMCC模式的掺醇比,应考虑使发动机运行在进气的中高温范围.     

柴油/甲醇组合燃烧发动机的温度特性研究

在一台增压共轨发动机上采用柴油/甲醇组合燃烧(diesel/methanol compound combustion mode,DMCC)方式进行了温度特性研究。对DMCC模式下缸内燃烧温度、缸内燃烧最高温度、进气温度和排气温度与纯柴油模式进行对比分析,结果表明:DMCC模式下的进气温度比原机模式平均下降80%以上,同时也降低了缸内高温持续时间和缸内最高燃烧温度。     

过量空气系数对甲醇/柴油反应活性控制压燃发动机性能的影响

对某高压共轨柴油机进气歧管进行改造,搭建了甲醇/柴油二元燃料反应活性控制压燃（reactivity controlled compression ignition,RCCI）发动机专用试验台架,系统地研究了最大转矩转速（1 600 r/min）、不同负荷下甲醇替代率和过量空气系数对发动机经济性与排放性能的影响规律。结果表明：中、低负荷下,随着甲醇替代率增大,有效当量燃油消耗率先降低后略微升高,有效热效率先增加后略微降低,排气温度降低;中高、高负荷时,随甲醇替代率增大,有效当量燃油消耗率和排气温度降低,有效热效率升高;负荷率75%下,甲醇替代率为30%时,有效当量燃油消耗率较纯柴油模式平均降低3.8%,有效热效率则平均升高6.7%。不同负荷工况下,随甲醇替代率增大,NO_x排放和烟度大幅降低,CO₂排放量减少,CO、甲醇和甲醛排放量增加。中、低负荷下,烯烃排放量随甲醇替代率升高而增加,中高、高负荷下则随替代率升高而降低。不同负荷、不同甲醇替代率下,随着过量空气系数减小,CO₂排放量和烟度增加,NO_x和C...