柴油机燃用二甲醚-乳化柴油混合燃料的排放试验研究

研究了在柴油机上燃用二甲醚(DME)-乳化柴油混合燃料的排放特性,分析了在乳化柴油中添加DME能降低柴油机废气排放的机理,并且与燃用柴油以及乳化柴油时的排放效果进行了比较。研究结果表明:在乳化柴油中添加10%含量的DME能显著降低NOx和烟度的排放,尤其是在高负荷时,能明显降低HC和CO的排放。与燃用乳化柴油相比,即使在部分负荷时,也不会对NOx排放产生不良的影响。     

发动机燃用柴油和二甲醚时颗粒排放对比研究

采用电子低压撞击仪(ELPI)和HORIBA MDLT-1302部分流稀释采样颗粒排放质量测量系统,研究了2102QB发动机分别燃用柴油和二甲醚(DME)时颗粒排放(PM)的粒径分布及质量排放特性。试验结果表明:发动机燃用柴油时,PM主要是粒径为0.05~0.30μm的积聚态粒子,而燃用DME时则主要为粒径在0.05μm以下的核模态粒子;柴油机PM的颗粒数浓度比燃用DME时高1~2个数量级;随着转速的增加,发动机燃用两种燃料时的PM的颗粒数浓度均增加,DME发动机的质量浓度也增加,但柴油机的质量浓度降低;柴油机排气颗粒数浓度和质量浓度随负荷增加均升高,尤其在高负荷段急剧增加。DME发动机排气颗粒质量浓度随着T_(tq)·exp(n/1000)值的增加而先增加后降低,呈现明显的单峰曲线,且各转速下峰值位置基本相同。除全速低负荷工况外,发动机在部分负荷工况下,燃用DME时PM质量浓度为燃用柴油时的0.44%~16.6%,全负荷工况下为0.44%~0.98%。     

柴油品质对船用柴油机颗粒与烟度排放的影响

借助船用柴油机燃用不同柴油时的排放试验,研究了柴油品质对颗粒与烟度排放的影响.研究表明:燃用普通柴油时的颗粒和烟度排放比欧-Ⅱ柴油分别增加了28.9%~41.5%和2.35%～9.32%;辅机燃用两种柴油时各工况烟度基本不变,主机在中高负荷时烟度变化比较明显;基于试验数据求得的船用柴油机颗粒排放关于燃油硫含量的修正系数为0.072.     

柴油机燃用低比例小球藻生物柴油-柴油混合燃料的试验研究

以野生小球藻生物柴油(Chlorella Biodiesel Fuel,CBF)-柴油作为混合燃料,利用186FA柴油机进行台架试验。在CBF的掺混比例分别为0%,3%,5%(B0,B3,B5)时,对柴油机的动力性、燃料燃用的经济性和燃烧及排放特性进行了比较分析。试验分析表明:柴油机燃用混合燃料时,与燃用纯柴油相比,随着CBF掺混比例的增加,其扭矩和功率略有下降,最大降幅均为4%;柴油机的油耗率和能耗率略有上升,且在高、中负荷时更为明显;柴油机的缸内压力、放热率峰值稍有减小,而压力升高率峰值稍有增大,缸内压力峰值最大降幅为3.4%,放热率峰值最大降幅为12.8%,压力升高率峰值最大增幅为13.7%;柴油机滞燃期缩短了0.5~1.0°CA、燃烧持续期延长了1.0~2.0°CA,缸内压力、压力升高率和放热率峰值的出现时刻均提前了1.0~2.0°CA,燃烧速度加快;HC,CO和碳烟的排放均有所降低,而NOX的排放逐渐增多,全负荷时HC和碳烟排放的最大降幅分别为14.1%和31.7%,NOX排放的最大增幅为9.7%,CO排放的降幅为6%~12%。     

直喷式轿车柴油机燃用生物柴油的排放特性

在直喷式柴油机和装有该型号柴油机的轿车上燃用柴油/生物柴油混合燃料,未对原机作任何调整,研究了不同生物柴油掺混比例的混合燃料对烟度、CO、THC、NOx和CO2排放的影响.结果表明,直喷式柴油机和轿车燃用生物柴油后,烟度大幅下降,THC排放明显减少;烟度和THC的变化均与生物柴油掺混比例呈线性关系.柴油机CO排放在小于20%负荷下,随着生物柴油的比例增高逐渐增加;在大于20%负荷时,CO排放随着混合燃料中生物柴油的比例增高而减少;在轿车上,只有低比例掺烧(10%)的CO排放有所下降.柴油机上的NOx排放在低比例掺烧(10%)时下降,而在较高比例掺烧(30%)时,NOx排放升高;在轿车上,NOx排放都有所升高.在柴油机上,燃用生物柴油混合燃料后,CO2排放的总体趋势在减少,但减少比例随生物柴油掺混比例的不同而不同;在整车上,只有低比例掺烧(10%)时CO2排放降低,而较高比例掺烧(30%)时CO2排放升高.     

柴油机掺烧不同比例生物柴油的试验研究

将体积分数为10%2、0%、30%的生物柴油掺混到柴油里组成3种混合燃料,并连同纯柴油共4种燃料,在一台四缸增压中冷柴油机上进行性能、燃烧和排放特性的试验研究.结果表明,柴油机燃用生物柴油与柴油混合燃料的折合油耗率与燃用纯柴油时基本相当;燃用混合燃料的缸内最大爆发压力和压力升高率较低,着火时刻较晚;混合燃料的NOx和碳烟排放与燃用纯柴油时相比均有不同程度的降低,但混合燃料的HC和CO排放只是在1 500r/min时才较纯柴油低,当转速在2 300 r/min时,混合燃料的HC和CO排放更高.     

发动机燃用生物柴油的性能研究

通过对比研究了柴油机燃用餐饮废弃油炼制的生物柴油、柴油及B50时在高原地区的动力性、经济性及排放特性。研究结果表明：在柴油机不进行任何调整的情况下,全负荷时,燃用生物柴油的发动机动力性降低6.8%,B50降低3%;燃用生物柴油有效燃油消耗率升高了13.8%;燃用B50在高速高负荷时柴油机热效率提高2.5%;无论在全负荷还是在部分负荷工况下,燃用生物柴油均能大幅度降低柴油机烟度、CO和HC排放,但会引起NOx排放量的上升。     

二甲基醚（DME）燃烧特性研究

作者在定容燃烧弹上用火焰直接成像法研究二甲基醚 (DME)燃烧过程 ,研究了 DME的滞燃期和火焰传播特性以及不同环境温度和压力对燃烧过程的影响。研究结果表明 ,DME的滞燃期比柴油短 ,燃烧室内的温度和压力升高时 ,滞燃期缩短 ;DME的着火位置靠近喷嘴一侧 ,柴油与 DME的体积相同时 ,DME的燃烧持续期比柴油短 ;DME的燃烧火焰亮度比柴油小 ,表明 DME的燃烧温度比柴油低。燃烧后期 ,燃用 DME时 ,喷嘴有明显的泄漏现象。此外 ,作者在单缸直喷式柴油机上进行了燃用 DME的燃烧特性试验研究 ,研究结果表明 ,DME的预混合燃烧放热率比柴油低 ,缸内最大爆发压力和最大压力升高率比柴油低。由于喷油持续期延长 ,DME的燃烧持续期比柴油长 ,在上止点后 80° CA出现一个较大的放热峰值。     

掺混含氧燃料对柴油机氧化催化器+催化型柴油机颗粒捕集器氧化及再生特性的影响

为了研究掺烧含氧燃料对柴油机排放及柴油机氧化催化器(DOC)耦合催化型柴油机颗粒捕集器(CDPF)后处理系统低温氧化特性与再生特性的影响,基于一台4缸高压共轨柴油机,选取国五柴油、15%生物柴油-柴油(D85B15)、15%正戊醇-柴油(D85P15)、20%正戊醇-柴油(D80P20)作为燃料,在1 900m海拔环境下进行了试验。研究表明:在外特性工况下,与柴油相比,燃用D85B15和D85P15的柴油机动力性略有下降,燃用D85P15的柴油机有效热效率最高。燃用D85B15的NO_x排放略低于柴油,最高降低3.33%;而D85P15的NO_x排放有所增加,最高增加2.85%。在低负荷工况下燃用国五柴油时DOC+CDPF对CO的转化效率明显高于燃用D80P20时,2 000r/min时燃用柴油时CO转化效率高达96.8%,而D80P20只有36.9%。低速高负荷工况下燃用国五柴油与D80P20时,DOC对排气温度的提升作用均比较明显,平均提升41.8℃和42.5℃。燃用D80P20时DOC+CDPF压差升高较慢,压差最高比燃用国五柴油低6kPa,DOC后端平均温度比燃用国五柴油高10℃。柴油机燃用D80P20在高负荷尤其是低转速高负荷时可有效降低颗粒物排放,降低DOC+CDPF压差。     

直喷柴油机燃用生物柴油/柴油混合燃料适应性研究

在AVL标准试验台架上研究了掺混不同比例生物柴油混合燃料对DW10TD四缸电控柴油机动力性、经济性及排放性的影响.研究结果表明,发动机在不作任何改动的前提下,可实现稳定运转;发动机燃用B10的动力与原柴油机相当,燃用B20,B30时动力与燃用B0时相比下降幅度在3%以内.随着柴油中生物柴油添加比例的增大,发动机有效燃油消耗率增大,但发动机燃烧有效热效率有所改善.发动机燃用掺混生物柴油混合燃料对发动机碳烟排放有显著的改善作用;CO和NOx排放在中小负荷与原柴油机相当,大负荷时CO排放随着混合燃料中生物柴油添加比例的增高而减少,而NOx排放则随着生物柴油添加比例的增大而升高;THC排放在中小负荷随着生物柴油添加比例升高而下降.大负荷下燃用各种燃料THC排放基本相当.     

汽油机怠速旁通阀进气特性研究

利用软件对发动机怠速工况下旁通阀进气进行仿真分析,结合实验数据验证所建立的模型的精度,在此基础上,利用验证后的模型对点燃式发动机起动工况下的旁通阀进气特性进行了模拟,结合平均值模型对汽油机进气特性的描述,建立了发动机的旁通阀进气模型。     

12V280ZJ型柴油机机体设计

大连机车车辆厂于1997年3月起与美国西南研究院合作开发12V280ZJ型柴油机,目前该柴油机已进入样机试制阶段.本文围绕12V280ZJ型柴油机机体的设计,着重介绍了该机体的结构和分析方法及其参数化的设计手段.     

OPOC发动机研究综述

本文介绍了OPOC（对置活塞对置气缸）发动机的发展历程、研究方向和发展现状,重点探讨了OPOC发动机的结构特点及优势,与传统发动机相比,双对置二冲程发动机具有扫气质量高,轻质高功率,低油耗,低排放及自平衡性好等诸多优点,在动力性得到提升的同时,有效地改善了二冲程发动机的经济性和排放性。     

Hot air balloon engine

This paper describes a solar powered reciprocating engine based on the use of a tethered hot air balloon fuelled by hot air from a glazed collector. The basic theory of the balloon engine is derived and used to predict the performance of engines in the 10 kW to 1 MW range. The engine can operate over several thousand metres altitude with thermal efficiencies higher than 5%. The engine thermal efficiency compares favorably with the efficiency of other engines, such as solar updraft towers, that also utilize the atmospheric temperature gradient but are limited by technical constraints to operate over a much lower altitude range. The increased efficiency allows the use of smaller area glazed collectors. Preliminary cost estimates suggest a lower $/W installation cost than equivalent power output tower engines.     

Optimum Stirling engine geometry

This paper combines the author's work on mechanical efficiency of reciprocating engines with the classic Schmidt thermodynamic model for Stirling engines and revisits the problem of identifying optimal engine geometry. All previous optimizations using the Schmidt theory focused on obtaining a maximal specific indicated cyclic work. This does not necessarily produce the highest shaft output. Indeed, some optima based upon indicated work would yield engines that cannot run at all due to excessive intrinsic mechanical losses. The analysis presented in this paper shows how to optimize for shaft or brake work output. Specifically, it presents solutions to the problem of finding the piston‐to‐displacer swept volume ratio and phase angle which will give the maximum brake output for a given total swept volume, given temperature extremes, a given mean operating pressure, and a given engine mechanism effectiveness. The paper covers the split‐cylinder or gamma‐type Stirling in detail, serving as a model for similar analysis of the other Stirling engine configurations. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

Simulation of a hydrogen/natural gas engine and modelling of engine operating parameters

At the present work for improving the engine performance and decrease of emissions, a port injection gasoline engine is converted into direct injection. Engine performance behavior was investigated by AVL Fire software with adding hydrogen to natural gas from 0% up to 30%. Validation of the simulated model and experimental results show good confirmation. To determine the relationship between independent variables engine speed, ignition timing, injection timing and H₂% versus the dependent variables including engine performance parameters, specific fuel consumption, CO and statistical analysis models were used. Comparison between different errors models shows that Radial basis function model with training algorithm Bayesian regularization back propagation can estimate better engine performance variables. The results showed that adding hydrogen to natural gas cause the output power, torque, fuel consumption efficiency increase and specific fuel consumption drop. Also, CO decreases when ignition and injection timing be advanced and engine speed reaches to its largest.     

柴油机改装成燃气发动机凸轮轴的优化设计

采用AVL TYCON软件建立了LY12V140型发动机的计算模型,对改装为火花点火式燃气发动机的柴油机配气机构的配气相位进行了优化设计,改变了进气凸轮形状,重新确定了气门重叠角,从而避免在扫气期间的燃料损失、减小进气回火的危险。试验结果表明：优化后的配气相位和升程曲线满足改装后气体燃料发动机的动力性、经济性和排放的要求。