柴油-甲醇-水复合燃料在柴油机上的应用研究

在YC6A220C柴油机上分别试验柴油-甲醇-水试验液、柴油-甲醇试验液和纯柴油,比较这3种试验液的能量利用和污染物排放,总结柴油掺烧甲醇和甲醇-水的节能环保机理.试验结果表明:柴油掺烧甲醇和甲醇-水的节油率均达到6%-14%,碳烟排放减少.柴油掺烧甲醇-水能减少NO排放,而掺烧甲醇会导致NO排放量增加,两者的HC和CO排量都略有增加.     

柴油/甲醇不同掺烧方式燃烧过程和排放对比分析

在不改变4B26增压柴油机结构的前提下,对柴油机气道喷射甲醇与柴油/甲醇直接混合燃料进行了燃烧过程、排放性能试验,对两种柴油/甲醇掺烧方式的燃烧过程与排放进行了分析。试验结果表明：与柴油/甲醇直接混合相比,柴油机气道喷射掺烧10%甲醇,气缸压力相差不大,缸内平均温度较低,低负荷时滞燃期较长;气道喷射甲醇大幅度降低排气温度,NOx和碳烟排放降低效果较为显著,HC和CO排放较高。与燃烧柴油相比,两种方式掺烧10%甲醇时,发动机的动力性变化不大,缸内平均温度都有所降低,滞燃期有所延长;NOx和碳烟排放降低,HC和CO排放有所增加。     

含氧组分燃料降低装甲车辆柴油机碳烟排放的研究

在不对柴油机结构进行任何改动的情况下,通过台架试验研究了2种含氧组分燃料—生物柴油和碳酸二甲酯(DMC)对某型装甲车辆柴油机缸内燃烧过程、动力性和排放的影响。结果表明:添加20%的生物柴油会使缸内压力曲线略有前移,对动力性影响不大,外特性扭矩最大降幅小于2%,在中、高转速时降低碳烟排放22%～46%;柴油中添加20%的生物柴油和10%DMC,会使缸内压力曲线后移,压力峰值降低,外特性扭矩降低约5%,降烟效果更好,降低幅度均在25%以上,最高可降61.5%.2种方案NOx排放都有一定程度升高,个别工况下升高约10%.     

废气再循环降低涡轮增压柴油机NOx的试验研究

本文研究了废气再循环(EGR)对涡轮增压柴油机NOX排放的影响.通过将涡轮后的低压废气冷却后直接引入压气机前的低压进气中,实现自然EGR,该方式产生的EGR率无法满足柴油机整个工况范围减低NOX的要求.将涡轮后的低压废气冷却后通过压气机压入中冷器后的高压进气中,实现压力EGR,采用足够大容量和压力的气泵,该方式可满足柴油机整个工况范围内减低NOX的要求.实验表明,在本文所试验的工况范围内,自然EGR能降低NOX排放6%～18%,而压力EGR可降低NOX排放22%～53%.     

EGR和掺烧二甲醚对柴油机排放影响的试验研究

在4100QBZL增压中冷柴油机上进行了EGR和掺烧二甲醚对柴油机排放影响的试验研究.结果表明,掺烧质量比为40%(D40)的二甲醚混合燃料,NO_x排放在中低速时略有增加,而高速时明显降低;碳烟排放远小于柴油,最大降幅可达80.5%.加装ERG系统掺烧D40二甲醚混合燃料时,随着EGR率的增加,NO_x排放在不同负荷下均降低;碳烟排放在小负荷时影响较小,而在大负荷时增加较多.当EGR率为9.7%D40混合燃料机与原柴油机相比NO_x和碳烟排放均始终保持在较低的范围内.可见,在4100QBZL柴油机上燃用D40混合燃料并采用EGR技术,可以有效的减少NO_x和碳烟排放.     

ZS1100M柴油机双ω型燃烧系统的试验研究

为了改善柴油机喷雾空间分布,提高缸内空气利用率,加强燃烧室内的气流运动,提出了带双ω燃烧室的燃烧系统,并在ZS1100M型柴油机上进行了初步性能试验。研究结果表明：双ω燃烧室的几何形状对柴油机燃烧系统的油耗与排放性能有较大的影响。在额定工况下,57型燃烧室方案的油耗与碳烟排放最低;65型燃烧室方案的NO_x排放与原机相比基本不变,油耗却降低了2.2%,碳烟排放降低了8.3%. 在额定转速下,65型燃烧室的油嘴突出高度在2.6 mm时油耗与碳烟排放性能最优。在转速1 500 r/min下,采用双排喷孔的各方案在中小负荷时油耗均比采用单排喷孔的原机方案要低;适当增加上排喷孔数,减小双ω燃烧室的喉口直径能进一步降低油耗。     

进气门晚关米勒循环对柴油机燃烧和排放影响的研究

基于D6114柴油机的BOOST模型,分析了进气门晚关米勒循环对柴油机燃烧和排放的影响。结果表明：推迟进气门关闭时刻可以减小压缩阶段的压力和温度,从而使滞燃期增长;但是由于缸内工质的减少,缸内平均温度和碳烟排放升高;增压压力的提高可以弥补进气损失,研究发现进气门晚关结合提高增压压力及推迟喷油,可同时降低NO_x和碳烟的排放;在保持爆发压力与原机相同时,采用米勒循环度M60、喷油正时推迟2°CA的方案,油耗降低4 g/（kW·h）,碳烟排放降低6%,而NO_x的排放量降低了31%.     

不同燃油对某重型柴油机燃烧稳定性影响分析

为了揭示不同燃油对柴油机燃烧过程循环变动的影响规律,选用A、B、C 3种军用柴油作为燃料进行标定工况及最大扭矩工况下的台架试验。对缸内压力时间序列进行三维相空间重构,利用燃烧参数的循环波动率定量分析柴油机燃烧稳定性,并结合返回映射对平均指示压力进行研究。结果表明：柴油机缸内状态呈现一定的混沌特性,燃烧过程中缸内压力呈现出振荡的特点,燃用柴油A时燃烧阶段的迹线相对密集,燃用柴油B和柴油C时迹线逐渐发散;燃烧阶段压力波动率峰值与压力振荡区域相对应,最大扭矩工况下柴油A的前两峰值最低、滞燃期最短,平均指示压力循环变动最小;随着转速上升,燃用3种柴油的燃烧稳定性均有所提高。     

进气氧浓度对柴油机燃烧过程影响的仿真研究

为分析进气氧浓度对柴油机燃烧的影响,通过调节进气氮氧比控制进气氧浓度,应用计算流体力学（CFD）软件FIRE对不同进气氧浓度下柴油机燃烧过程进行了三维仿真研究。研究结果表明：进气氧浓度影响缸内混合气质量,进气氧浓度降低,缸内浓混合气增加,扩散燃烧阶段放热速率降低。随着进气氧浓度降低,缸内最高压力和平均温度降低,柴油机燃烧品质变差。富氧燃烧时柴油机NOx排放升高,碳烟排放降低;部分负荷时,进气氧浓度降低,NOx和碳烟排放均降低。     

DTBP对甲醇/生物柴油燃烧排放的影响

在186FA柴油机上,以甲醇/生物柴油(BM15)为基础燃料,分别添加不同质量比例的十六烷值改进剂二叔丁基过氧化物(DTBP),分析了DTBP改进剂对甲醇/生物柴油燃料特性的影响,以及DTBP添加比例对混合燃料燃烧和排放过程的影响.研究结果表明,BM15添加0.25%、0.50%、0.75%的DTBP,柴油机的输出功率分别比燃用BM15时升高了2.28%、4.21%和6.32%;比能耗分别降低了11.6%、20.6%、23.3%;添加DTBP可以改善混合燃料的着火性,随着DTBP添加比例的提高,混合燃料的滞燃期缩短,与燃用BM15相比,柴油机的NO_x、CO和HC排放均有所降低,排气烟度有所升高.     

Design and Experiment for Exhaust Pipes of Pressure Wave Supercharged Diesel Engine

NOx and soot emissions from diesel engines can be greatly reduced by pressure wave supercharging （PWS）. The diesel engine matched with PWS needs redesigning its exhaust pipes. Except for meeting the installation requirements, the exhaust gas must be stable in pressure before rushing into PWS. In this paper the lateral and center ported divergent exhaust pipes are designed, modeled geometrically and analyzed structurally based on a 3-D design software-CATIA to determine the structure of two exhaust pipes having the required inner volume. Then flow analysis for two exhaust pipes is done using a flow analysis software-ANASYS. Moreover, the optimal exhaust pipes are determined comprehensively and cast for engine test. Engine test results show that PWS is superior to turbocharging at low engine speeds and inferior to turbocharging in power and emissions at medium-to-high engine speeds. The performance of PWS engine under high speed operating conditions can be improved by contriving larger surge volume intake and exhaust nines.     

气波增压柴油机排气管设计与实验

柴油机采用气波增压可有效降低NOx和烟度排放，匹配气波增压器的柴油机需重新设计排气管，除满足安装要求外，就是要保证进入气波增压器的排气压力稳定。设计侧向和中央出口渐扩式排气管，基于三维设计软件CATIA对这2种管进行几何建模及结构分析，确定满足气波增压要求的排气管结构，然后再基于流动分析软件ANSYS对这些试验管进行流动分析，综合考虑确定性能较好的排气管，加工出该管并进行台架实验。实验结果表明：采用该排气管的气波增压柴油机的动力和排放性能，在低转速下优于原机；在中等转速下接近原机；在高转速下比原机差。     

基于排气温度动态模型的在线观测器研究

排气温度传感器作为柴油机排放控制和状态监测的重要部件,广泛应用于柴油机电子控制领域。为满足二级增压中低压级涡轮后排气温度传感器在线故障诊断与容错控制的需要,以某特定型号发动机为例,建立排气温度动态模型来反映缸内燃烧状况,利用空燃比、转速和海拔高度对排气温度因子进行虚拟标定;构建包含1阶滞后环节的排气温度在线观测器,并针对典型工况对观测器有效性进行稳态和动态验证。研究结果表明：基于排气温度动态模型的在线观测器可实现涡后排气温度的在线估计,稳态精度达到±3%以内,动态精度达到±8%以内,响应时间小于3 s;所 构建在线观测器具有良好的计算精度和动态响应性能。     

非道路用柴油机与车用重型柴油机排放标准相关性研究

介绍了非道路用柴油机排放法规的国内外现状,根据车用重型柴油机的排放标准和非道路用柴油机的排放标准,选择不同型号的柴油机分别进行了8工况与13工况排放实验,分析了两种测试循环的异同点以及控制排放污染物的重点工况.研究表明,8工况与13工况测试循环排放物分担率虽存在一定差异,但在一定程度上,排放物的控制工况相近.     

装甲车辆排气噪声初步研究

本文分析了废气引射冷却系统的排气噪声特点;介绍了中等功率(Д6)柴油机排气噪声的强度和频谱特性;提出了降低废气引射冷却系统排气噪声的方法及新消声器的设计原则;给出了新消声器降低噪声和减少功率损失的试验结果。     

天然气/柴油双燃料发动机排放的影响因素

本文对引燃柴油供油提前角和天然气替代柴油率对天然气 /柴油双燃料发动机排放性能的影响进行了试验研究 .结果表明 ,随引燃柴油供油提前角的变更和天然气替代柴油率的变化 ,发动机排放物中 THC、 CO和 NOx有较大变化 .综合考虑发动机的排放性能及动力性等 ,得出了双燃料试验样机引燃油供油提前角和天然气替代柴油率的较佳范围     

车用增压中冷柴油机台架性能试验研究

作者在采用气一气式中冷器的车用增压中冷柴油机台架性能试验中，利用变频调速电机 驱动轴流式扇风降温机，根据发动机转速调节扇风量，模拟车辆运行中对中冷器的实际冷却效果， 研究中冷器与发动机的匹配性能．并对６１３０ＺＱ 增压柴油机进行了中冷技术改造．