柴油车自由加速烟度控制方法研究

柴油车自由加速烟度控制是柴油车排放控制的重要组成部分。《GB3847-2005车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法》要求柴油车均要通过自由加速烟度测试。本文探讨的柴油车自由加速烟度控制方法是通过标定不同发动机工况下的烟度限制MAP图,限制发动机在相应工况下的喷油量而控制柴油车的烟度。经过标定后,车辆的自由加速烟度测试合格。由于烟度控制方法中考虑了车辆行驶的因素和不同车辆使用的环境条件,因此它还适用于车辆在不用使用环境下的烟度控制。     

公交车用柴油机自由加速烟度及排放控制研究

本文以上柴公司D6114ZQA型公交车用柴油机为例,介绍了通过燃油系统、燃烧系统、增压系统等一系列改进措施,优化发动机工作过程,使该机型降低了全负荷稳态烟度、低速烟度与自由加速烟度,解决了起步冒黑烟的问题,并达到了欧I排放标准。     

进气喷甲醇降低柴油机加速冒烟的研究

针对柴油机瞬态工况排放黑烟的现象,采用同步往进气道喷甲醇加以抑制的方法进行了研究.为此开发了一套根据发动机工况变化的甲醇喷射的电控系统.在一台高速非增压直喷柴油机上对进气喷甲醇和纯柴油的瞬态烟度排放两种情况进行了试验对比研究.结果表明,以城市公交车的起步加速和加载加速工况以及发动机高低转速下的增转矩瞬态工况为对象,进气喷甲醇的方法可以减少烟度排放达到50%以上,说明采用进气喷甲醇为柴油机解决冒黑烟问题提供了一种技术途径.     

采用含氧燃料和EGR同时降低直喷式柴油机碳烟和NOx排放的试验研究

在一台TY1100轻型直喷式柴油机上，研究了碳酸二甲酯（DMC）作为含氧燃料添加剂对柴油机烟度和性能的影响。结果表明，在发动机燃油和燃烧系统不作变动的条件下，随着DMC在柴油中添加比例的增加，排气烟度逐步下降，热效率提高。当添加比例在10％-15％时，烟度降低40％-50％，热效率增加了6.9％，发动机功率基本不变。添加碳酸二甲酯并采用EGR可以同时降低碳烟和NOx。研究表明，柴油中添加15％DMC，在12％左右的EGR下，与原机比较，烟度降低了35％，NOx排放降低了33％。混合燃料的放热规律与纯柴油相比差异不大，但预混燃烧量增加，扩散燃烧速率快，发动机最高燃烧压力、温度和压力升高率偏高。     

柴油机燃用柴油/甲醇混合燃料时的性能与排放研究

通过添加助溶剂形成一种稳定的柴油／甲醇混合燃料，并开展了柴油机燃用此混合燃料的性能与排放研究。研究结果表明：发动机热效率和柴油等热值燃油消耗率随混合燃料中甲醇含量的增加而改善，这是由于预混燃烧量的增加，燃料富氧以及扩散燃烧的改善所致。适当增加供油提前角可使柴油／甲醇混合燃料发动机热效率提高。燃用柴油／甲醇混合燃料可显著降低发动机CO和烟度，而对碳氢排放影响不大；在相同平均有效压力的条件下，N0x随甲醇含量的增加而增加，添加甲醇对N0x的影响在大负荷下更为明显。柴油／甲醇混合燃料燃烧时存在一个较为平坦的N0x／烟度关系曲线。     

柴油机TR燃烧系统的试验优化

在一台单缸135柴油机上对柴油机TR燃烧系统的性能进行了试验优化.首先在TR燃烧系统中燃用柴油乙醇混合燃料,结果表明排气烟度值降低,排气温度降低,但NOx浓度有所上升.另外,烟度值在小负荷工况下明显较高,高负荷时较小.其次研究了喷油嘴孔径对燃烧系统的影响,结果表明中心喷孔的直径较大时,发动机排气烟度增加.最后对启喷压力进行了优化,当启喷压力提高到25MPa时,发动机小负荷工况下排气烟度值减小;当供油提前角为13°CABTDC时,发动机在标定工况下排气烟度和NOx浓度都很低.     

CA6110／125ZLRA5高压共轨电控柴油机的开发研究

阐述了高压共轨燃油系统的结构与工作原理 ,对原样机进行了性能与排放试验。在对共轨样机的试验中 ,通过改变共轨压力、喷油定时、预喷间隙和预喷量以及发动机的进气涡流比等参数 ,找出了这些参数对柴油机性能和排放的影响规律 :降低涡流比可使柴油机的烟度、颗粒度及标定点的比油耗明显改善 ;提高轨压可明显改善柴油机的烟度和比油耗 ;增大提前角可使烟度降低。对两种柴油机均进行了负荷特性、速度特性、排放特性试验 ,共轨样机与原样机相比烟度、比油耗明显下降 ;随着负荷的增大NOX 也大幅度下降。研究结果表明 :共轨发动机的各排放指标均超过了欧Ⅱ排放标准。     

用补气改善公交柴油车急加速烟度研究

公交车用柴油机急加速时回涡轮增压器滞后及机械与气体的惯性影响，造成进气量不足，排气烟度恶化。作者试图通过公交车上的压缩空气系统，对涡轮增压器实施补气和加速的途径来改善柴油机的加速冒黑烟问题。探讨了在公交车上采用空气补气的方案，在D6114柴油机上分别作了补气和不补气对柴油机性能影响的试验，并探讨了影响补气效果的因素。试验证明，这是一种比较经济而有效的方案。     

改善车用增压发动机加速性的技术发展

讨论了改善涡轮增压发动机低速扭矩特性及加速性,降低加速排放烟度所采取的各种技术方案,及其发展情况。经分析表明电动增压器具有更大的发展潜力,能够更有效地改善车用增压发动机的工作特性,满足更严格的排放标准。     

柴油机掺烧DMM的燃烧和排放性能影响研究

研究了柴油掺混不同比例二甲氧基甲烷(0～50%DMM)对柴油机燃烧和排放性能的影响.结果表明,在发动机燃油和燃烧系统不作变动的条件下,随着二甲氧基甲烷在柴油中添加比例的增加,排气烟度逐步下降,有效燃油消耗率有所增加,但折算成当量柴油的有效燃油消耗率降低,热效率增加.同一工况下,发动机排气碳烟和CO排放随二甲氧基甲烷的加入而降低,NOx则无明显的上升,HC排放随着二甲氧基甲烷的增加略有增加.混合燃料的放热规律与纯柴油相比预混燃烧量增加,扩散燃烧速率加快,发动机最高燃烧压力、放热率偏高.柴油掺混30%DMM的混合燃料能够取得较好的燃油经济性和排放水平.     

Effect of air injection on the characteristics of transient response in a turbocharged diesel engine

An experimental study was performed to investigate the improvement of transient characteristics of a turbocharged diesel engine under the conditions of low speed and fast acceleration with the load. In this study, the experiment for improving the low speed torque and acceleration performance is performed by means of injecting air into the intake manifold during the period of low speed and application of a fast acceleration. The effects of air injection into the intake manifold on the response performance are investigated at various thermodynamic parameters such as air injection pressure, air injection period, accelerating rate, accelerating time, engine speed and load. The experimental results show that air injection into the intake manifold at compressor exit is closely related to the improvement of low speed and acceleration performance of a turbocharged diesel engine. During the rapid acceleration period, the air injection into the intake manifold of turbocharged diesel engine indicates the improvement of the combustion characteristics and gas pressure in the cylinder. At low speed range of the engine, the effect of air injection shows the improvement of the pressure distribution of turbocharger and combustion pressure during the period of gas exchange pressure.     

船用直喷式天然气发动机喷射策略的优化

利用CONVERGE软件基于L23/30DF型船用天然气发动机建立了双天然气喷嘴、双引燃柴油喷嘴的直喷天然气发动机的缸内燃烧过程的CFD计算模型,计算了不同的柴油和天然气喷射时刻和间隔下发动机缸内燃烧和排放过程。结果表明:引燃柴油的喷射时刻及其与天然气喷射时刻的间隔,对直喷式天然气发动机燃烧和排放性能有重要影响。当喷射时刻为-25℃A时,发动机具有较高的缸内爆发压力和良好的排放性能。在引燃柴油和天然气喷射间隔为16℃A时,可获得最高的缸内爆发压力,此时soot排放降低了22%。     

天然气发动机在不同喷射和点火时刻下的性能优化研究

为解决改装的天然气发动机动力性比原柴油机低,燃料消耗率比原柴油机高的问题,对影响燃烧时刻的喷射提前角与点火提前角这两个重要参数进行模拟实验,研究其对发动机的缸内压力与功率、燃气消耗率的影响,并根据研究结果进行优化设计。结果表明,对于缸内直喷天然气发动机,适当增大喷气提前角和选择恰当的点火提前角能在较经济的情况下提高发动机的动力性;发动机转速增加,点火提前角和喷射提前角也应提前,保证燃料的充分混合和最大化做功能力;在所有转速下,天然气发动机的功率都能恢复到原柴油机的水平。     

YC4102Q1柴油机燃用天然气的排放特性研究

通过试验研究，分析了YC4102Q1柴油机增加电控系统（ECU）和点火系统，改装为天然气（CNG）单燃料发动机后与原发动机的排放情况，并对该柴油机改装为CNG单燃料发动机的电控系统作了简单的介绍。     

直喷式二冲程柴油机超细颗粒物排放特性的试验研究

研究了直喷式二冲程柴油机的超细颗粒物排放特性,考察了负荷、转速、喷油嘴孔径以及燃料对排气中超细颗粒物数量浓度以及质量浓度的影响。研究结果表明:在不同的工况下,超细颗粒物的数量浓度和质量浓度没有明显的相关性;随着负荷的增大,排气中超细颗粒物的质量浓度增大,而数量浓度不一定增大;在低负荷时,排气中颗粒物数量浓度在450r/min时明显高于750 r/min,高负荷时则相反;在选择喷油嘴时,喷孔小的超细颗粒物排放水平不一定好;柴油中加入一定量的DMC,则排气中颗粒物数量浓度在低负荷时明显高于柴油,高负荷时低于柴油;而质量浓度明显低于柴油。     

低热值燃气-柴油双燃料发动机动力性能计算

推导了低热值燃气-柴油双燃料发动机动力性能计算公式,并对由单缸、四冲程、水冷、直喷式柴油机改装的生物制气-柴油双燃料发动机的动力性能进行了计算分析。结果表明：双燃料发动机能够达到原柴油机的动力水平;其动力性能随引燃油量的减小而降低;在新鲜空气充足的前提下,供给更多的燃气,双燃料发动机的动力性能增强;燃气替代率有一最大值,超过该值后,随替代率增大,动力性能急剧下降;燃气低热值越高,替代率便可越大。计算得出的生物制气-柴油双燃料发动机在标定点和最大转矩点的最大生物制气替代率和对应的燃气进气比,与试验结果相吻合。     

Energetic and exergetic analyses of a dual-fuel diesel engine

The aim of this work is to investigate theoretically and experimentally the performance characteristics of a commercial diesel engine when operating in dual form: natural gas and diesel. The experimental facility (thermal system) is composed of a diesel engine coupled to an electronic generator with measuring sensor for temperature and pressure, air, natural gas and diesel flow meters, gas transducers, gas analyzer and power absorption system, constituted by an electric charge bank and its controlling system. For energetic and exergetic analysis of such dual engine, a mathematical model based on the thermodynamics concepts was developed. Numerical and experimental results concerning the effect of air conditions, the type and quantity of fuel used and the exhaustion gases over the engine performance and environmental impact are presented and analyzed. In this work, the diesel engine operated with powers ranging from 10 to 150 kW and replacement rates from 60% to 85%.     

车用增压二甲醚发动机燃烧和排放特性的试验研究

在一台D6114ZLQB柴油机上进行了燃用二甲醚（DME）的燃烧和排放特性的试验研究。研究结果表明：二甲醚发动机的外特性转矩特别是低速转矩比柴油机高；二甲醚喷油延迟角比柴油大，最高爆发压力、最大压力升高率、燃烧噪声比柴油低；二甲醚扩散燃烧速率比柴油快，燃烧持续期比柴油短。和柴油机相比，二甲醚发动机的NO，排放显著下降，其欧洲稳态测试循环（ESC的NOx排放比原柴油机降低41．6％；二甲醚发动机在全工况范围内碳烟排放为零。     

发动机起动过程中活塞漏气模拟分析

采用AMESim建立了柴油机单缸机及活塞漏气模型,假设气体流动为一维非稳态可压缩的绝热流,采用方形小孔流量计算方法,分析了不同转速下的活塞漏气和缸压变化。通过分析表明,转速每降低50 r/min,循环漏气量增加0.03g,漏气量占进气量百分比提高3.74%,最大爆压降低0.112 MPa。按照柴油机起动最低缸压1.7 MPa要求,起动转速应为大于200 r/min。