掺混比例对航空煤油/柴油的着火和碳烟排放影响

航空煤油/柴油掺混作为一种典型的宽馏程燃料，具有提升着火能力、改善低温冷起动并对柴油机结构可靠性影响较小等潜在性能．基于电加热定容燃烧弹，耦合纹影法、广域低通化学发光法和高频背光消光法等光学诊断方法，研究了不同航空煤油掺混比例对航空煤油RP-3/柴油掺混燃油喷雾、着火和碳烟排放特性的影响．结果表明：在航空煤油中掺烧柴油，有利于提高掺混燃油的着火能力，但同时也会提高碳烟排放，产生明显的红外信号．随着柴油掺混比例的增加，冷态喷雾体积几乎没有变化，但在高温蒸发环境下，喷雾锥角及体积均略微下降．添加25%(体积分数)的柴油可明显缩短着火滞燃期，且碳烟面积和碳烟质量规律与纯煤油相近，随着柴油组分的进一步增加，碳烟面积和碳烟质量都相应明显增加．此外，掺混25%柴油的航空煤油掺混燃油，可大幅提高燃油的着火性能，且碳烟排放维持在较低水平；航空煤油中添加较少比例的柴油适合在航空发动机中使用，从而成为一种比纯航空煤油更有潜力的单一燃料．     

有机硝酸酯类柴油十六烷值改进剂的研究

研制了一种成分为脂环旋硝酸酯的柴油十六烷值改进剂，并测定出这种改进的一系列理化性质。分析了有机硝酸酯缩短着火滞燃期的化学理。实机研究了这种改进剂对柴油十六烷值和燃烧特性的改善效果，以及柴油机燃油消耗量和烟度的影响，研究结果表明，脂环旋硝酸酯作为柴油十六烷值改进剂具有很高的使用价值。     

不同喷油压力RP-3航空煤油、柴油碰壁喷雾着火和燃烧特性的对比研究

利用直径0.22mm的单孔喷嘴高压共轨喷油器,以喷油器油量标定数据及控制参数为基础,采用高速相机成像技术在定容燃烧室内在等喷油量变喷油压力的前提下测量了着火点、着火滞燃期、燃烧持续期、火焰面积(AF)和火焰自然发光强度(SINL)的变化规律,对比研究了RP-3航空煤油、柴油碰壁喷雾的着火和燃烧特性。结果表明:在低喷油压力下着火点分布在离壁面较远的区域,在较高喷油压力下着火点位于壁面上,距喷油器中心线的距离随喷油压力的增加而增加,且RP-3航空煤油着火点距喷油器的距离比柴油更远。随着喷油压力的增加,RP-3航空煤油碰壁喷雾火焰的着火滞燃期先降低后增加,柴油碰壁喷雾火焰的着火滞燃期不断降低,且RP-3航空煤油具有更短的着火滞燃期。燃烧持续期随喷油压力的增加而降低,RP-3航空煤油的燃烧持续期比柴油短。喷油压力越高,火焰面积(AF)和自然发光强度(SINL)的变化速率越高,而AF和SINL的最大值及达到最大值所需的时间越小。与柴油相比,RP-3航空煤油的AF、SINL具有更高的变化速率,且AF、SINL的峰值更高,达到峰值的时间更短。     

十六烷值改进剂对乙醇-柴油发动机放热率与排放的影响

研究了十六烷值改进剂对轻型高速柴油机燃用乙醇柴油燃料时放热率与排放特性的影响．在含15％乙醇的柴油中加入不同量(0、0．2％和0．4％)的十六烷值改进剂，并在一台高速柴油机上分别对这些燃料进行了试验研究．结果表明：柴油机燃用乙醇-柴油后，动力性有一定程度降低，但是热效率得到较大幅度改善，烟度和氮氧化物排放有很大程度的降低；在乙醇-柴油中加入适量的十六烷值改进剂，柴油机的动力性有所恢复，烟度和氮氧化物进一步降低，中低负荷下CO和HC排放得到很大改善．乙醇柴油燃料的着火延迟增加，燃烧持续期缩短，大负荷下最大放热率增加；加入一定量的十六烷值改进剂，中高负荷下的燃烧特性可以恢复到柴油机的水平，但是在低负荷下与纯柴油仍然有一定的差别．     

柴油机燃料的调配

<正> 通常商用柴油机燃油的十六烷值为40～55,醇类的十六烷值低得多,为了确保柴油机正常运转必须在醇类中加入提高十六烷值的添加剂。数年来为了提高柴油机燃油的十六烷值使用了多种添加剂,其中包括过氧化氢、亚硝酸酯、硝酸酯、亚硝基氨基甲酸酯等。诸如硝酸戍基酯、硝酸已基酯和混合的硝酸辛基酯等硝酸烷基酯已作为商品使用,并得出满意的结果。对柴油机燃油来讲,十六烷值为25～35属偏低范围,50～60属偏高范围,35～50为最普通的范围。在燃料中加入添加剂的数量,取决于所使用燃料的类型,其原来的十六烷值,以及要求增加的数值。将醇与从石油中衍生出来的柴油机燃料进行混合,所得混合物具有高的十六烷值,只要加入少量     

甲醇/正辛醇/HCB混合燃料喷雾燃烧特性

基于定容燃烧弹系统,通过纹影法、OH*化学荧光法与背景光消光法及自然辐射光法两套同步光学诊断技术,针对3种不同甲醇添加比例的甲醇/正辛醇/加氢催化生物柴油(HCB)混合燃油,对比分析了不同环境温度、喷射压力下喷雾燃烧特性．结果表明：3种燃油由于反应活性和含氧量的不同,在相同工况下着火延迟期和火焰浮起长度随甲醇比例的增大而增加,使得着火后的喷雾贯穿速度降低．通过对着火延迟期和火焰浮起长度经验公式的拟合,发现混合燃油的着火延迟期、火焰浮起长度与化学当量比的燃油混合分数呈正相关,而火焰浮起长度与燃油的十六烷值呈负相关．所有燃油的火焰浮起长度均小于液相长度,整个燃烧过程中均处于火包油状态,这使得燃烧促进了液相燃油的蒸发,导致着火后液相长度更短．纯生物柴油由于较短的火焰浮起长度和较高的反应活性,其燃烧导致的液相蒸发最为明显．     

利用实测放热规律研究十六烷值改进剂对柴油机着火特性和燃烧过程的影响

通过基础油和加剂油实测放热规律的对比,就自行研制的ｃ－ＲＯＮＯ２柴油十六烷值改进剂对柴油机着火和燃烧过程的影响进行了深入的分析。结果表明,十六烷值改进剂能加速柴油的氧化过程,缩短着火滞燃期,使预混合燃烧期和扩散燃烧期的放热百分经得到合理分配,从而改善了柴油机的着火和燃烧特性。     

燃料着火性对小型柴油机燃烧特性的影响

应用自行开发的柴油机瞬态工况控制系统,研究了燃料着火性对小型柴油机稳态及恒转速增转矩瞬态工况下燃烧特性的影响规律.结果表明,在稳态和恒转速增转矩瞬态工况下,燃料十六烷值对燃烧参数的影响具有类似的规律.随燃料十六烷值的降低,着火始点延迟,滞燃期增加,燃烧速率加快,燃烧持续期减小,但预混燃烧期和预混合燃烧量增加,缸内压力峰值、放热率峰值及压力升高率升高.     

HCCI发动机着火过程控制参数的研究

为了研究HCCI发动机着火控制时刻影响因素,建立了模拟HCCI发动机燃烧的计算模型,以甲烷/丙烷混合物和正庚烷/异辛烷混合物作为燃料,考察了十六烷值、辛烷值、压缩比、燃空当量比、进气温度和压力等因素对HCCI发动机着火时刻的影响.计算结果表明:随着燃料十六烷值的减小或辛烷值的增加,相同条件下燃料的着火延迟期增加;压缩比、燃空当量比和进气温度的变化会引起燃料着火时刻的显著变化;进气压力的变化对燃料着火延迟期的影响较小;气体十六烷值越低,辛烷值越大,着火延迟期受上述参数变化影响越大.研究结果为HCCI发动机的优化设计和燃烧控制提供指导依据.     

柴油在甲烷氛围及在甲醇氛围下的着火燃烧特性

为了解不同着火性质燃料之间的相互作用,在定容燃烧弹上结合高压燃油共轨系统,通过高速摄像光学系统,研究了柴油分别在两种不同的单碳高辛烷值燃料氛围下的着火和燃烧行为.结果表明:降低环境温度和增加预混甲烷的浓度均延长柴油着火滞燃期,增大燃烧放热率峰值,且较低的环境温度和高的甲烷浓度有利于减少碳烟的生成;相比于甲烷,甲醇对柴油着火的抑制作用更强,具有较长的滞燃期,为油气混合赢得更多的时间,预混燃烧部分增加,因此柴油在甲醇氛围下的放热率峰值略高于甲烷氛围,同时产生碳烟的扩散燃烧比例降低,生成的碳烟减少.     

加氢催化生物柴油-柴油的喷雾燃烧特性

基于装配有单孔喷油器的高温高压定容燃烧弹系统,研究了一种混合燃油(柴油质量分数为80%,加氢催化生物柴油质量分数为20%)的喷雾燃烧特性.此外,针对纯柴油也进行了相同的试验以作为对比.试验采用高速纹影图像技术和OH*化学荧光法两种光学技术同步测量了着火延迟期(ID)和火焰浮起长度(LOL)等参数,通过纹影图像得到了喷雾演化过程以及喷雾贯穿速度.结果表明:混合燃油的ID和LOL均小于纯柴油,这是因为混合燃油有更高的十六烷值;由于燃烧引起局部密度下降,燃烧喷雾的喷雾贯穿速度大于未燃烧喷雾;由于混合燃油具有更高的低热值,混合燃油的喷雾贯穿速度在准稳态阶段高于纯柴油.     

关于喷雾流动蒸发燃烧的数值模拟研究

采用欧拉气相方程和拉格朗日液滴方程,同时耦合化学反应,对喷雾流动、蒸发、燃烧进行模拟,分析了喷雾液滴的分布、液滴贯穿距离、索特平均直径、放热率等。通过与试验结果的对比表明:计算能很好地预测蒸发和非蒸发喷雾的油滴贯穿距离以及燃料蒸气的贯穿距离;高温高压下喷雾的自燃着火,燃烧迅速扩散。对计算结果的分析表明:高温高压下容易产生二次破裂;在火焰前锋附近,局部放热量大,产生了预混燃烧,而喷雾液核区域的燃油燃烧是由湍流扩散控制的。     

燃料辛烷值对HCCI燃烧特征和排放特性的影响

将一台4缸高速轻型柴油机中的一缸改装，使其具有独立的进排气系统和燃油供给系统，研究了参比燃料及其混合物在均质压燃过程中的着火时刻、燃烧速率和NOx、UHC、CO排放．考察了正庚烷、异辛烷和各种不同比例的混合物在常温、常压下各种负荷的燃烧特性．研究发现：随燃料辛烷值增加，第一阶段着火时刻推迟，燃烧持续期缩短，第一阶段反应结束时的压力升高量和温度升高量减少；第一阶段的累积放热量取决于燃料中高十六烷值燃料的浓度；第二阶段的着火时刻与第一阶段着火时刻呈线性关系；第二阶段燃烧持续期随当量比的增加而减小，且随辛烷值增加而延长；随燃料十六烷值和当量比增加，CO和UHC排放大幅度改善．     

柴油燃料特性对重型柴油机燃烧和排放影响的试验

在一台电控高压共轨重型柴油机上,选择5种不同十六烷值(CN)柴油(CN为29、40、44、53和62)进行欧洲稳态测试循环(ESC)测试.结果表明:在25%,负荷下,燃烧放热始点随十六烷值降低而推迟,最大爆发压力和最大压升率明显增大;负荷增大后,十六烷值对放热始点影响变小,在75%,和100%,负荷下,只有CN为29的燃料放热时刻推迟,其余4种燃料缸内压力和放热规律受十六烷值影响很小.随十六烷值降低,有效燃油消耗率增大,但不同燃料有效热效率差异很小,因而低十六烷值燃料较高的燃油消耗是由其较低的热值造成的.随十六烷值降低,NO_x、soot、HC和CO排放增大,在小负荷工况,十六烷值变化对排放影响更显著.ESC十三工况加权结果表明,CN从62减到29,有效燃油消耗率增加5.6%,,NO_x排放增加23%,,soot排放增加300%,,HC和CO排放增加50%,.     

G180柴油机燃用甲醇燃料的试验研究

介绍甲醇的物化特性、燃烧特性,讨论柴油机燃用甲醇的技术措施.通过在甲醇中添加着火改进剂、防腐剂和抗磨剂的方法,在柴油机上进行燃用甲醇燃料和柴油的性能对比试验研究.证明所采取的措施能够改变甲醇的物化特性,改善着火和润滑性能,实现甲醇在柴油机中的直接燃烧,动力性、燃油经济性、排放指标和可靠性满足使用要求.     

基于放热率分析的乙醇柴油燃烧特性的研究

对高速轻型车用柴油机燃用乙醇柴油燃料的放热率和燃烧特性进行了研究,并对多种比例乙醇柴油的排放特性进行了考察。研究表明:在乙醇柴油的十六烷值恢复到原柴油的条件下,乙醇柴油的预混燃烧延长,扩散燃烧缩短,总的燃烧持续期缩短;高负荷下的着火延迟接近柴油,但在中低负荷仍然与柴油有较大的差距;乙醇柴油的最大瞬时放热率低于柴油。在排放方面,乙醇柴油能够同时降低烟度和NOx排放,但在中低负荷下的CO和HC略有上升。     

低十六烷值柴油在高速柴油机上的着火和燃烧特点

作者对胜利油田原油炼制的十六烷值为40～34的五种低十六烷值柴油在高速直喷式柴油机上作了试验研究。本文给出了这些柴油的物化特性、着火特性和燃烧放热特性。阐述了柴油十六烷值降低后,柴油其他特性及柴油机着火和燃烧特性的变化规律。     

燃气轮机燃烧室中藻类替代燃料混合物的 污染物排放和性能

在一个单头部燃气轮机燃烧室中,针对与传统航空煤油(RP-3)混合的藻类替代燃料,本文进行了实验研究。实验中使用的基于藻类的替代燃料由几种烷烃混合而成,用以模拟微型藻类的碳分布。本实验研究了各种混合物的排放性能、贫油熄火极限和喷雾特性。在实验中测试了六种燃料,包括纯航空煤油和五种替代燃料混合物。在慢车状态下进行实验,进口空气压力为460 kPa,温度为511 K,流量为0.498 kg/s。实验结果表明,各种混合物的喷雾角度随替代燃料比例的增大而略有下降。当替代燃料的质量分数达到10%时,观察到燃烧性能的显著变化,这些性能包括燃烧效率、贫油熄火极限和污染物排放。     

直喷式柴油机燃用不同燃料时的工作稳定性与燃烧特性

本文介绍了在一台直喷式柴油机上利用电火花助燃,燃用甲醇、乙醇、汽油等低十六烷值燃料的研究状况。详细分析与比较了发动机燃用上述三种燃料和柴油的着火特性、放热率、循环压力变动、NO_x排放、热效率等燃烧特性参数。     

新配方乙二醇单乙醚含氧燃料对柴油机燃烧和排放的影响

将乙二醇单乙醚(EGME)作为柴油机含氧燃料,选用乙二醇二甲醚(EGDE)作为助溶剂和十六烷值改进剂,按两者体积比2:1配制了新配方乙二醇单乙醚含氧燃料.对新配方含氧燃料的燃烧与排放特性进行研究.结果表明,在柴油中加入体积分数为15%～25%的新配方乙二醇单乙醚含氧燃料,柴油机热效率明显提高,燃烧速度加快,燃烧持续期缩短,着火略有延迟.碳烟和CO排放大幅度降低,碳烟排放降低40.7%～75.0%,CO在高负荷下降低40.0%～60.9%,NOx排放稍有下降,HC排放基本不变.