正交试验与神经网络结合优化生物柴油的制备工艺

采用酯交换法制备棉籽油生物柴油,利用正交试验获得的数据作为神经网络的训练样本,以工艺参数为输入、生物柴油产率为输出,建立三层BP神经网络,训练好的模型用来预测已确定的最佳制备条件（醇油比6：1,催化剂用量1．0％,反应温度40℃,反应时间60min）下的产率,预测产率为96．8％,三次平行试验的平均产率为96．1％,预测值与试验值相对误差仅为0．7％。所得生物柴油主要性能指标与我国生物柴油国家标准（GB／T20828-2007）基本一致。     

生物柴油醛、酮类污染物的排放特性与分析

采用2,4-二硝基苯肼(DNPH)衍生法和高效液相色谱(HPLC)技术,对柴油机排气中的醛、酮污染物进行了捕集和分离测定,考察了柴油机燃用BD100、BD50、BD0时,不同负荷下的醛、酮污染物排放规律,分析了燃料组分、缸内温度、压力、排气温度等对醛、酮污染物排放的影响。研究结果表明,该方法可实现微量醛、酮污染物的准确、快速测定;柴油机排气中含量较高的羰基物有甲醛、丙醛、丙烯醛、乙醛、丙酮、丁酮和丁醛,其排放水平均随负荷增大而呈下降的趋势;高负荷时,高温区域的滞留时间延长,醛、酮类被再次氧化、转化几率增加;较高的排气温度会促使排气中的醛、酮类物质和HC燃料再次氧化生成CO和CO2。     

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%。     

自然吸气式CNG发动机主充模型的研究

为了准确预测自然吸气式压缩天然气(Compressed Natural Gas,CNG)发动机的空气流量,基于汽油机进气系统平均值模型,构建了CNG发动机的主充模型。根据CNG发动机进气系统的实际工作环境,引入了温度修正系数、体积修正系数、燃气量修正系数等参数,计算了不同工况下CNG发动机的空气流量。通过CNG发动机台架试验,测量了不同转速、不同进气歧管压力下的空气流量;对比分析了空气流量的计算值和试验值的方法,评估了模型的预测性能。结果表明,所建立的主充模型能较好的预测不同转速下空气流量随CNG发动机进气歧管压力的变化规律,空气流量的预测值与实验值的最大误差小于3%,模型具有较高的预测精度。     

过氧化改质对生物柴油及排放影响的研究

采用过氧化方法对生物柴油进行燃料改性,探讨了过氧化改质的机理,测量并分析了过氧化改质对生物柴油粘度和过氧化值的影响。在170F柴油机上,对过氧化改质前、后生物柴油进行台架试验,考察了过氧化改质对生物柴油NOx排放和碳烟的影响。研究结果表明：过氧化改质后,脂肪酸甲酯碳链中的双键被打断,饱和程度增加,氧化安定性得到明显改善,动力粘度最大可降低8.2%;燃用过氧化改质生物柴油,标定转速、各个负荷下,NOx和碳烟同时下降。     

废油脂生物柴油燃料重整的方法研究

对废油脂制备生物柴油主要组分的结构特点进行了分析,碳链长度及双键数目对废油脂生物柴油的十六烷值、氧化安定性及低温流动性有重要影响。提出了废油脂生物柴油燃料重整的原理及方法,并对比了重整前后废油脂生物柴油理化性质的变化。研究表明:原料油的脂肪酸酯组成直接影响制取所得生物柴油的脂肪酸酯组成;超临界法及氧化改质能够改善生物柴油的氧化安定性;低温流动性(CFI)改进剂对废油脂生物柴油低温流动性的改善效果明显;二叔丁基过氧化物(DTBP)改进剂能够提高生物柴油的十六烷值。     

生物柴油缸内喷雾特性的数值模拟

采用数值模拟的方法研究了4102Q柴油机燃用生物柴油的喷雾特性,探讨了喷孔结构参数、针阀开启压力、生物柴油的掺混比、发动机转速、负荷和燃油温度对喷雾的贯穿距离和索特平均直径的影响规律,并与柴油进行比较,对计算精度进行了分析.研究结果表明:2种燃料的喷雾特性随上述因素的变化规律基本一致;生物柴油-柴油混合燃料的贯穿距离和索特平均直径均随生物柴油掺混比的增大而增大;相同因素条件下,生物柴油的贯穿距离和索特平均直径均大于柴油;2种燃料喷雾特性的差别是由其不同的理化特性引起的,密度和黏度是主要因素;数值模拟的精度是足够的.     

小球藻生物柴油详细燃烧反应动力学模型的构建

采用气相色谱质谱联用仪测定了小球藻生物柴油的组分和比例,分析了小球藻生物柴油的理化特性,在此基础上,确定了小球藻生物柴油的表征物质。应用“叠加法”构建了小球藻生物柴油的详细燃烧反应动力学模型,利用激波管试验和发动机台架试验数据对模型加以验证。研究结果表明,选取物质的量比为1∶1的癸酸甲酯和正庚烷作为小球藻生物柴油的表征物质,所构建的详细燃烧反应动力学模型包含3300种物质,10851个基元反应。温度高于1000 K时,着火延迟期的预测值与实验值的最大误差小于8.1%,温度低于1000 K时,误差介于8.1%~15.3%。所构建的模型能较好地预测内燃机缸内压力,最大相对误差为6.6%。     

基于米勒循环的配气凸轮型线设计

分析了在高速发动机中应用高次多项式优化设计配气凸轮型线的必要性.阐述了米勒循环的基本思想,通过延迟进气门关闭时刻有效地降低压缩比,进而降低NOx排放这一方法来重新优化设计凸轮型线.采用五次多项式给出了工作段型线设计的一般方法,得到了改进后的凸轮型线方程,并利用AutoCAD拟合绘制了凸轮型线.     

内燃机燃用甲醇的研究进展和发展前景

介绍了甲醇的特点及作为代用燃料的优势,详细综述了甲醇作为发动机燃料的各种燃用方式的研究进展,并对甲醇燃料在内燃机中的应用前景及存在的问题进行了探讨。