EGR与进气富氧对直喷柴油机NO和碳烟排放的影响

使用增压中冷直喷柴油机,采用进气富氧与高比率EGR相结合的技术,实现富氧燃烧条件下的低NO-碳烟排放.单独使用富氧燃烧,NO的排放将随氧体积分数的上升而增加.单独使用高EGR,碳烟(Smoke)的排放会随EGR率的增加而增加.将富氧进气与高比率EGR的结合,可以通过富氧的强氧化性降低Smoke排放,通过大比率EGR来控制燃烧温度,抑制NO的过度增长.试验结果表明:1,600,r/min(经济转速)下,EGR率为35%～45%,进气氧体积分数为21%～23%;2,200,r/min(最高转矩)下,EGR率为20%～50%,进气氧体积分数为22%～24%;在上述范围内的EGR与O2搭配,可以实现低于原机的NO-Smoke排放.综合考察发动机在各种掺比下的功率、油耗,探索出适合发动机各个工况的富氧及EGR组合区域,在该区域内发动机的功率、油耗和排放水平都能得到兼顾.     

EGR与富氧进气控制柴油机排放的机理探讨

通过试验研究，考察了废气再循环加富氧进气同时控制ＮＯＸ和碳烟排放的可行性。试验中通过逐步增加ＣＯ２及Ｏ２流量，查明了进气成份变化对ＮＯＸ，碳烟，ＣＯ，ＨＣ等有害排放物以及有效燃油消耗率ｂｃ，平均有效压力ｐｃ，滞燃期，绝热指数的影响，然后用ＫＩＶＡ程序对燃烧火焰温度和ＮＯ浓度进行了模拟计算。     

利用含PAH的正庚烷简化机理对柴油机富氧燃烧的数值模拟

在直喷柴油机上采用氧体积分数为21%～24%的进气增氧技术,进行燃烧及排放试验.建立适用于柴油机燃烧的含PAH的正庚烷简化机理,并将其与CFD模型耦合,进行富氧燃烧的数值模拟.试验及模拟工况为发动机的最大转矩点.结果表明,随发动机进气氧体积分数的增加,燃烧始点提前,瞬时放热及最大压力出现时刻均随之提前.NO的排放随氧体积分数的增加而快速增长.碳烟的排放随氧体积分数增加而大幅下降.模拟计算结果显示,CFD与化学动力学模型的耦合比较准确地预测富氧燃烧的缸内着火时刻及燃烧状况.分析上止点后6°CA、20°CA时刻燃烧室内苯环的质量分布切片可知,与21%进气氧体积分数的空气助燃相比,24%氧体积分数的富氧燃烧对苯环的形成有明显的抑制作用.模拟计算结果与试验测量值随进气氧体积分数的变化趋势基本一致.     

柴油机进气富氧燃用油包水包油时的排放研究

在R175A柴油机不做任何调整的条件下,进行了标定转速2 600 r/min下10%含水量的油包水包油(以下简称10%O/W/O)乳化油、柴油的负荷特性试验,考察了纯柴油(0#柴油)、含水10%O/W/O乳化油以及进气中氧气含量提高到23%、24%、25%富氧燃烧10%O/W/O时的NO、CO、HC、烟度的排放特性和燃料经济性。试验结果表明:与柴油相比,10%O/W/O乳化油可以同时降低柴油机的NO、碳烟排放,NO的排放可以降低29%,碳烟排放可以降低25%,同时改善经济性,满负荷时可以降低油耗15%,HC和CO的排放则有所上升。当进气含氧量提高到23%、24%的体积分数时,燃用10%O/W/O乳化油时,烟度从3.7 BSU下降至2.3 BSU,HC和CO的排放浓度低于柴油排放,满负荷时可以降低油耗14%,此时,NO的浓度略高于柴油的排放。     

高比率冷EGR与进气富氧对柴油机燃烧及排放特性的影响

对普通增压中冷柴油机,采用富氧进气与高比率冷EGR相结合的技术,实现缸内富氧燃烧。未经优化的情况下使用富氧燃烧,NO排放随氧浓度的上升而大幅增加。富氧进气与高比率冷EGR相结合,可以显著降低碳烟的排放并抑制NO的过度增长,同时保证发动机的燃烧热效率和输出功率不降低。将不同浓度的氧气、EGR废气及空气三者充分混合,冷却后引入气缸参与燃烧;调整掺氧浓度和EGR率,考察发动机在各种掺比下的燃烧及排放特性。试验结果表明:在1 600 r/min全负荷工况,进气内通入20%~30%的EGR废气及23%的氧气,可有效抑制NO及碳烟排放,并能保证发动机具有良好的动力性。     

柴油机富氧进气燃烧的研究进展

简述了富氧进气对柴油机燃烧过程的影响,综述了柴油机富氧进气燃烧动力性、经济性、排放特性和降低NO排放的研究现状与进展,介绍了柴油机富氧进气燃烧技术的应用研究情况,最后提出了柴油机富氧进气燃烧研究几个值得关注的方向。     

柴油机富氧燃烧排放特性的试验研究

介绍了在S195柴油机上进行富氧燃烧的试验，对柴油机排放特性进行了比较与分析，目的是通过试验研究，找到在富氧条件下同时降低碳烟和NOx排放的方法。研究结果表明，增加进气氧的质量分数，碳烟排放大幅度下降，HC和CO也趋于下降，但NOx排放显增加；推迟供油提前角，可以使NOx排放降低，但碳烟有上升趋势，HC和CO排放增加。所以，采用富氧燃烧时必须同时推迟供油提前角，才能获得较低的排放量组合。     

膜法富氧试验及富氧燃烧

介绍膜法富氧的原理和作者进行的富氧试验,阐明富氧燃烧的意义及工程应用的特点。     

进气加湿与富氧对船用柴油机NOx-Soot排放的影响

通过一台满足TierⅡ排放标准的四冲程增压中冷船用柴油机,模拟研究了富氧燃烧结合进气加湿改善NOx-soot折衷关系的潜力,并探讨了实现TierⅢ排放标准的技术路线.本研究使用AVLFire软件建立仿真模型.结果表明:单独使用富氧燃烧时,缸内温度较高,燃烧持续期较短,soot排放减少,NOx排放恶化,而单独使用进气加湿时呈相反的趋势.当发动机运行在转速为1350 r/min、75%负荷工况下,进气氧体积分数为21%~23%、加湿率为0~100%时,可实现NOx-soot排放同时降低且低于原机.氧体积分数为21%和加湿率为100%匹配,可以实现TierⅢ排放法规.两种措施的优化组合可以获得NOx-soot排放的最佳优化区域.     

柴油机燃用柴油—甲醇—水复合乳化燃料的研究

本观察了３２例非何杰金淋巴瘤（ＮＨＬ）患红细胞铜锌超氧化物歧化酶（ＲＢＣ·Ｃｕ·Ｚｎ·ＳＯＤ），血清脂质过氧化物（ＬＰＯ）和维生素Ｅ（ＶＥ）值的变化，结果表明ＮＨＬ患ＲＢＣ·Ｃｕ·Ｚｎ·ＳＯＤ活力和ＶＥ水平明显降低（Ｐ＜０．０５及Ｐ＜０．０１），ＬＰＯ值明显增高（Ｐ＜０．０１）。对其中１３例患进行动态观察，除合并白血病的２例治疗无效外，其余１１例治疗后均获缓解，其ＲＢＣ·Ｃｕ·Ｚｎ·ＳＯＤ     

空气变组分富氧进气发动机性能及其排放作用影响分析

针对富氧进气发动机性能及其排放作用和影响开展分析,并在单缸四冲程风冷点燃式发动机上进行试验,分别选择不同工况及21%、23%、25%的3种富氧进气浓度,进行发动机性能和排放研究.研究结果表明:富氧进气发动机动力性增强,经济性改善,排放性能优劣并存,其中功率提升、燃油消耗率降低、HC和CO排放改善,在较低富氧程度下作用更加明显,随着富氧程度的增加,作用逐渐减小;在较高富氧浓度下,尽管C0、HC排放仍然降低,但是N0x排放却大幅度提高,因此将富氧程度控制在23%左右.     

增压多缸柴油机各缸进气不均匀性的研究

在某增压8缸柴油机性能试验和多个气缸压力测量的基础上,利用试验数据对该柴油机的一维性能仿真计算模型进行了标定和校核,计算和分析了不同试验工况下柴油机各缸进气流量的不均匀性。结果表明:在相同转速的情况下,各气缸进气量的大小对比关系不随负荷的变化而变化,随着负荷的增加,各缸的平均进气流量增加,各缸的进气不均匀度增加;不同转速时,各气缸进气量的大小对比关系有所变化,进气不均匀度也不相同。     

柴油机进气喷水技术探讨

对柴油机进气喷水进行了试验研究 ,在此基础上 ,分析了直喷式柴油机进气喷水对燃油雾化和燃烧的作用机理 ,并对进气喷水的热力循环进行分析 ,为此技术的开发与应用提供可行性依据。试验结果表明 :进气喷水具有降低柴油机的燃油消耗率、排气温度和烟度等作用。     

增压柴油机进排气过程的模拟计算研究

基于GT-POWER软件建立了包括增压柴油机进气系统、排气系统和排气消声器的工作过程模拟计算模型,通过模拟计算研究了发动机的外特性指标、最高燃烧压力、进排气系统压力波动、消声器端口压力等参数的变化,试验验证表明:所建立模型能够正确预测发动机进排气系统中的压力波。     

进气系统阻力对柴油机性能影响的试验研究

通过发动机台架试验,研究进气系统阻力对柴油机性能的影响。得到D9-220柴油机进气系统和空滤器的最大阻力限值,为进气管路的设计和空滤器的选择提供了依据。     

富氧燃烧技术在内燃机中的应用

利用高分子选择性气体分离膜对空气进行分离,从而得到含氧量≥２８％的富氧空气用于工业燃烧,是一种节能效果好,经济效益高,可较少环境污染的高效燃烧技术。但是,这一燃烧新技术在应用最为广泛的动力机械－内燃机上却基本未得到研究和应用。