燃烧室结构对XN2100双燃料发动机性能的影响

对一台XN2100柴油一天然气双燃料发动机采用了三种燃烧室结构进行性能对比试验,并采集示功图,进行燃烧放热规律的计算和分析.结果表明,燃烧室形状和压缩比对双燃料发动机的燃烧压力、压力升高率、燃烧放热率的影响较大,燃烧室适当缩口和压缩比适当增大对双燃料发动机的燃烧过程有利,能够提高天然气的替代率,改善双燃料发动机的性能.     

天然气—柴油双燃料柴油机性能试验的研究

本文探讨了天然气－柴油双燃料发动机混合气形成及燃烧的特点和机理。通过台架试验,对比分析了用双燃料运行与用纯柴油运行的性能差异,并分析了空燃比、引燃柴油量对双燃料发动机性能的影响。     

轻卡发动机燃用柴油/DME双燃料的改装与试验研究

在对锡柴4DW93-84E3轻卡发动机进行改装的基础上进行了柴油/DME双燃料试验研究.结果表明:通过增加一套混合燃料供给子系统和改造原机柴油供给子系统,可使轻卡发动机改为柴油/二甲醚双燃料发动机.柴油/DME混合燃料的配制应采取正确的方法,以免混合燃料罐中出现浓度不均.燃烧双燃料时发动机动力性有所下降,但可有效降低排放,碳烟相比原机大幅降低,DME掺烧比低于20％的混合燃料能有效提高经济性.     

DME作为柴油机引燃剂的试验研究

DME作为柴油机的引燃剂时,对其燃烧与排放特性进行了试验研究.该燃烧方式通过进气过程喷入一定量的DME燃料,形成均质的稀薄混合气,预混合气着火燃烧后再主喷柴油,实现预混合-主喷油燃烧方式,即燃烧过程中稀薄燃烧与扩散燃烧相结合.研究结果表明,DME预混合比例有一个最佳值,适当的预混合对发动机经济性、降低NOX和碳烟排放、改善燃烧噪声有明显效果.     

甲醇/柴油双燃料发动机超低排放集成控制试验研究

在一台非道路共轨柴油机上增设一套甲醇喷射系统,实现了甲醇/柴油双燃料燃烧模式,在非道路国Ⅳ排放法规稳态八工况（NRSC）测试条件下,利用尾气分析仪和FTIR对比研究了纯柴油模式和双燃料模式的排放特性,并系统分析了DOC+DPF+SCR后处理系统对双燃料发动机尾气排放的转化效率。试验结果表明:甲醇/柴油双燃料燃烧模式的NO_x和Soot排放明显低于纯柴油模式,而CO、HC、甲醇和甲醛排放却高于纯柴油模式;经过后处理系统后,对CO和HC排放的转化效率高于99%,同时NO_x和Soot的平均降幅分别为84%和90%,而双燃料模式的甲醇和甲醛排放能够被高效氧化,平均净化效率在90%以上。NRSC测试结果表明双燃料发动机加装DOC+DPF+SCR后CO、HC、NO_x和PM比排放指标均低于非道路国Ⅳ和欧Ⅴ排放法规限值。     

混合气形成的多维数值研究

改进设计了高压共轨直喷式柴油机缩口型燃烧室,利用FIRE软件针对不同燃烧室结构对燃烧室内气流特性的影响进行了多维数值模拟。研究了高压共轨喷射系统与缩口直喷式燃烧室匹配时不同喷射参数对燃烧室内流场、浓度场和温度场分布特性的影响,以及混合气形成过程的微观特性。研究结果表明：改进后的缩口直喷式燃烧室能够合理地利用喷雾的动能,提高燃烧室内的气流强度及其保持性,从而加强燃烧开始后燃油与空气的混合能力,促进扩散燃烧过程。因此,合理的燃烧室形状配合喷射时刻和压力的有效控制能在提高发动机性能的同时降低排放,是高压共轨直喷式柴油机实现高效率低排放的有效途径。     

高压共轨直喷柴油机缩口燃烧室内混合气形成的多维数值研究

改进设计了高压共轨直喷式柴油机缩口型燃烧室,利用FIRE软件针对不同燃烧室结构对燃烧室内气流特性的影响进行了多维数值模拟。研究了高压共轨喷射系统与缩口直喷式燃烧室匹配时不同喷射参数对燃烧室内流场、浓度场和温度场分布特性的影响,以及混合气形成过程的微观特性。研究结果表明:改进后的缩口直喷式燃烧室能够合理地利用喷雾的动能,提高燃烧室内的气流强度及其保持性,从而加强燃烧开始后燃油与空气的混合能力,促进扩散燃烧过程。因此,合理的燃烧室形状配合喷射时刻和压力的有效控制能在提高发动机性能的同时降低排放,是高压共轨直喷式柴油机实现高效率低排放的有效途径。     

DMCC技术在高速船用柴油机上的应用研究

为使船舶柴油机能够燃用低燃点的甲醇燃料,本研究在一台高压共轨涡轮增压高速四冲程柴油机的进气道安装一套甲醇喷射系统,通过甲醇电控单元(ECU)与柴油ECU协同工作,实现了船用发动机柴油/甲醇双燃料燃烧(DMCC)。试验结果表明:改装后的发动机可以用双燃料模式工作,其燃烧相位都较纯柴油模式时有所提前,主放热时刻更接近上止点,并且最大缸压、放热率峰值和最高压升率都高于纯柴油模式。双燃料模式(加装DOC)时可以满足国Ⅰ排放标准,CO、HC和NO_x加权排放均低于纯柴油模式,PM排放与纯柴油模式相当。主要工况的甲醇对柴油的替代率都超过40%,最高达到55%,仅有满负荷工况受最大缸压限制而使替代率为30%左右。     

当量比天然气发动机燃烧和排放的优化研究

为改善天然气发动机燃烧,降低NO_x排放,采用数值模拟方法研究了缩口燃烧室与喷水温度对天然气发动机燃烧和排放的影响。研究发现：缩口结构促使缸内混合气形成良好的贴壁流动,有利于燃料和空气混合。这些因素提高了火焰传播速度,增加了NO_x排放。相比原机,方案一的缩口角度增大26°,燃烧持续期缩短,NO_x排放增加32.3%。进气道的蒸发量随着喷水温度升高而增多,这导致更多的水进入缸内。采用缩口燃烧室并提高喷水温度有利于加快缸内燃烧速率,降低燃烧温度和NO_x排放。     

燃烧室形状对甲醇发动机燃烧过程的影响

以甲醇发动机为研究对象,建立了三维数值计算模型,并对模型的有效性进行了验证,在此基础上,对直口、敞口和缩口3种不同形状燃烧室的工作过程进行计算,详细分析了燃烧室形状对缸内速度场分布及湍动能分布,火焰传播过程,燃烧压力、压力升高率、缸内温度及NO排放的影响.结果表明,直口燃烧室的燃烧持续期居中,并有适合的压力升高率,NO...     

近后喷对高压共轨柴油机燃烧过程影响的数值计算

应用CFD模拟软件FIRE针对车用增压共轨柴油机在高负荷工况下采用近后喷策略的缸内工作过程进行了数值计算。分析了后喷量和主/后间隔角对燃烧过程的影响。研究结果表明,随着后喷量和主/后间隔角度的增加,缸内燃烧压力、放热规律及缸内温度曲线的峰值降低,燃烧重心推迟,燃烧噪音和NOx生成量减少,但经济性有所恶化。同时,增大后喷量一方面可使后喷燃油的贯穿距增大,在壁面附近高温缺氧区域内形成的燃油蒸汽增多,增加了后喷燃油的Soot的生成量,另一方面增强了对缸内流场的扰动效果,使得更多的氧气进入燃烧产物区,加速了Soot的氧化,因此选取适当的后喷量可以获得较低的Soot的生成量。后喷间隔过大时,Soot排放有明显增加的趋势。     

高压喷射的高速直喷柴油机混合气形成及燃烧过程

为了有效组织燃烧室内气流特性,改进了车用缩口直喷高速柴油机燃烧室结构,并在此基础上基于CFD商用软件FIRE对匹配不同轨压的喷雾特性时燃烧室内气液混合流的速度场、浓度场和温度场的动态分布特性进行了仿真计算分析。研究了高速直喷柴油机的混合气形成规律,并通过试验研究了这种混合气形成特性对燃烧过程及排放特性的影响。结果表明:通过对缩口直喷燃烧室内气流特性和轨压的优化匹配,可以有效地控制燃烧过程的滞燃期、预混合燃烧比例和扩散燃烧过程,从而控制高温燃烧持续期,在保证经济性的前提下,可以有效地降低NOx和烟度排放。     

Effects of mixture inhomogeneity and combustion temperature on soot surface activity and soot formation in diesel engines

The soot surface growth plays significant role on the soot mass accumulation,which starts with H(hydrogen)atom abstraction forming activated soot surface sites,and is followed by the acetylene addition process.In this study,the effect of the mixture inhomogeneity and combustion temperature on the soot surface activity and soot formation was investigated by developing a new multi-step phenomenological(MSP)soot model of diesel engines.A new detailed soot surface growth mechanism was proposed by correlation analysis of combustion parameters with soot formation.The inhomogeneity coefficient of soot surface activityαCH and the specific rate of soot surface growth R CH were derived to highlight the effect of inhomogeneity of mixture and combustion temperature on soot formation.The predicted diesel engine-out soot agreed well with experimental findings in wide ranges of combustion conditions.In the case of lower engine load with single fuel injection and higher EGR(exhaust gas recirculation)rate,it had quiet homogeneous mixtures before ignition when the combustion temperature dominated the soot surface activity.At medium engine load with multi-pulse fuel injections,it got mixture slightly stratified before ignition and revealed that the mixture inhomogeneity became more dominated on soot surface activity than the combustion temperature.An increased soot surface activity led to increased soot emission.Under the full engine loads with single fuel injection but quite high boost pressure over 0.4 MPa,it led to the combustion conditions of higher mixture density and higher mixture heat capacity,which benefits the mixture homogeneity.The decay rate of soot surface activity became lower due to the decreased combustion temperature and the soot surface activity decreased due to improved mixture homogeneity.In addition,the lowered intake oxygen concentration due to usage of EGR played a role to lower the specific rate of soot surface growth R CH,but to increase the soot surface activityαCH.     

车用柴油机三种代用燃料的性能分析

柴油机排放的尾气危害较为严重,为保护环境,最大程度地减少柴油机尾气污染,对柴油机代用燃料的研究已引起了关注.在柴油机众多的代用燃料中,以二甲醚、天然气和氢气为代表,分析了其作为柴油机代用燃料在燃烧特性、排放特性、动力性和经济性等方面的独特优势.结果表明,柴油机掺烧二甲醚在保证动力性的情况下,能同时降低NOx和碳烟排放;柴油机掺烧天然气能大幅减少碳烟排放,同时燃油经济性较好;柴油机掺烧氢气后碳烟排放较低,低负荷下能有效降低NOx排放,高负荷下NOx排放上升.     

Effect of heat transfer space non-uniformity of combustion chamber components on in-cylinder soot emission formation in diesel engine

Combustion chamber components (cylinder head, cylinder liner, piston assembly and oil film) are treated as a coupled body. Based on the three-dimensional numerical simulation of heat transfer of the coupled body, a coupled three-dimensional calculation model for the in-cylinder working process and the combustion chamber components was built with domain decomposition and boundary coupling method, in which the coupled three-dimensional simulation of in-cylinder working process and the combustion chamber components was adopted. The simulation was applied in the influence investigation of the space non-uniformity in heat transfer among combustion chamber components on the generation of in-cylinder emissions. The results show that the space non-uniformity in heat transfer among the combustion chamber components has great influence on the generation of in-cylinder NO _x emissions. The heat transfer space non-uniformity of combustion chamber components has little effect on soot formation, and far less effect on soot formation than on NO _x . Under two situations of different wall temperature distributions, the soot in cylinder is different by 1.3% when exhaust valves are open.     

柴油机燃烧过程模拟分析

为了解柴油机燃烧的微观情况,利用商用计算软件STAR-CD对增压中冷柴油机进行了燃烧模拟分析。在试验台架上调整供油提前角,针对烟度及NOx排放性能进行了试验,为模拟计算获取了温度、压力等初始条件。对试验工况进行了燃烧模拟,结果表明,喷油过程会形成喷注头部,在喷油后期喷注尾部又从喷注整体上脱落;未来得及燃烧的燃油撞壁后,其小部分向上运动逐渐进入余隙狭缝之中,大部分向下沿ω形壁面形成滚流运动;着火首先发生在油束外缘区域,并且随着燃烧的进行,高温区一直出现在燃油蒸汽的外层。     

220 t/h水煤浆锅炉NOx排放特性的研究

为了解水煤浆锅炉NO_x排放规律和降低NO_x的排放,对一台220 t/h水煤浆锅炉进行了一系列实验研究.提出了优化浆温和雾化蒸汽压力、适当降低预热空气温度和优化吹灰次数和时间等优化运行方式来实现水煤浆燃烧的低NO_x排放.结果显示燃料型NO_x是水煤浆燃烧过程中NO_x生成的主要来源,锅炉负荷、过量空气系数、温度、吹灰以及水煤浆特性等都对NO_x的生成有复杂的影响,在不影响燃烧的情况下,低氧量运行有利于降低NO_x排放质量浓度.     

柴油机燃用添加剂的试验研究

研究了柴油机在燃用环烷酸盐添加剂时,对发动机性能和碳烟的影响．试验结果表明：添加剂能促进碳烟加速燃烧,使柴油机的碳烟排放得到明显降低．