PODE/乙醇双燃料共轨发动机的燃烧特性

为了实现高效清洁燃烧,在一台增压中冷电控共轨发动机上,采用进气预混乙醇燃料由缸内直喷聚甲氧基二甲醚(PODE)引燃,实现PODE/乙醇双燃料燃烧,研究了预混乙醇比例对双燃料发动机燃烧过程以及燃油经济性的影响。结果表明,在平均有效压力pme=038 MPa时,随着乙醇比例增加,双燃料燃烧相位推迟,最大燃烧压力降低,预混放热量及放热率增加;在pme=100 MPa时,〖JP3〗预混乙醇发生自燃,最大缸内燃烧压力急剧增加,燃烧持续期延长,CA50靠近上止点,振动强度也增大,但有效热效率显著提高,最大可以达到406%。在pme=038 MPa〖JP〗时,双燃料能够同时降低NOx和碳烟排放量,改变了它们之间的trade off关系。合理控制预混乙醇比例可以改善双燃料发动机的燃油经济性,并降低污染物的排放量。     

汽车节能与排放控制技术进步及其对润滑油的要求

对以汽油机和柴油机为动力的汽车节能及排放控制技术进步进行了综述,这包括传统汽油机的主要技术、缸内直喷式汽油机的应用现状与技术难点、均质混合气压燃技术应用于汽油机的优势与研究进展、柴油机的机内净化技术以及柴油机的排气后处理技术。同时,简要讨论了这些技术进步和变化带来的对润滑油性能的新要求。     

油品品质对电喷汽油机沉积物的影响

在综合分析大量实验研究基础上,阐述了燃料和汽油机油品质对电喷汽油机喷油嘴沉积物、进气阀沉积物以及燃烧室沉积物生成的影响,以期发展控制电喷汽油机沉积物的油品技术。     

柴油机超多喷孔预混合燃烧研究（上）

针对批产的CA6DF柴油机,设计了一种具有低压缩比和较大口径的直口型燃烧室、具有高涡流比的进气道和能够实现高EGR率的冷EGR系统,还设计了具有上下2层喷孔的超多喷孔油嘴,这种喷油嘴的上下2束喷雾相互交叉在燃烧室空间形成干涉,并采用高压共轨喷油系统替代机械直列式喷油系统,以有利于实现一种新的低温预混合燃烧,从而达到同时大幅度降低NOx和碳烟排放的目的。综合分析大量试验结果表明,该柴油机在从怠速到标定转速各转速（1 430 r/min除外）所对应的外特性全负荷50%的负荷以下实现了较理想的低温预混合燃烧,NOx和碳烟排放下降幅度均在50%以上,很多工况降幅达80%-90%,且燃油消耗率（BSFC）保持基本不变。特别在低负荷工况,由于过量空气系数高,实现了较理想的稀薄均匀混合气的预混合燃烧,因此即使在非常高的EGR率下BSFC还是与原机相当、有的工况还有所下降。     

模拟高原环境下无灰助燃剂对柴油机性能的影响

在大气模拟试验装置上进行了模拟高原环境下柴油机燃用0号柴油和添加无灰助燃剂燃油（1号柴油）的发动机台架试验,通过测试功率、燃油消耗率、碳烟等有害物质排放量来评价柴油添加剂节能减排功效。结果表明,柴油机在模拟海拔3 000 m气压（70 kPa）条件下,与燃用0号柴油相比,燃用1号柴油时发动机输出功率升高,燃油消耗率及CO、HC、碳烟排放量降低,NOx排放量略有增加。添加无灰助燃剂可有效提升柴油机的动力性、节省燃料和降低排放,改善发动机的高原适应性。     

非道路中小功率增压柴油机排放控制试验研究

为了改善非道路用中小功率直喷增压柴油机3100E的排放性能,使之达到2008年开始实施的美国环境保护局（EPA）第4阶段非道路用柴油机排放标准的要求,通过试验优化了高压油管内径、减压阀容积、供油提前角等喷油系统参数及燃烧室几何形状,系统研究了这些参数对发动机NOx和颗粒物（PM）排放的影响。试验结果表明,在保持发动机动力性及经济性的情况下,合理优化匹配喷油系统参数和燃烧室设计,可以改善该机的燃烧过程,有效降低发动机的有害物排放量,使之达到美国环境保护局第4阶段排放标准。     

基于SCR技术路线的国Ⅳ柴油机开发’

在一台国Ⅲ电控重型柴油机上进行了基于自主电控共轨燃油系统、自主选择性催化还原（SCR）技术的国Ⅳ柴油机开发,系统研究了燃油系统、进排气系统、SCR系统等对柴油机性能和排放的影响,研究结果表明：通过优化增压系统参数,采用高轨压和小孔径喷嘴,在爆压限值条件下调整喷油定时,柴油机比油耗和烟度较原机大幅改善,SCR喷射系统在当量比接近1时,NO。转换效率达到80％以上。循环测试结果表明：通过对燃烧系统和喷油控制参数的综合优化,并采用自主SCR系统,柴油机气体排放（N0,,Hc和cO）和颗粒（PT）排放可以达到国IV排放标准要求,加权比油耗较原机大幅改善。     

柴油机超多喷孔预混合燃烧研究（下）

针对批产的CA6DF柴油机,设计了一种具有低压缩比和较大口径的直口型燃烧室、具有高涡流比的进气道和能够实现高EGR率的冷EGR系统,还设计了具有上下2层喷孔的超多喷孔油嘴,这种喷油嘴的上下两束喷雾相互交叉在燃烧室空间形成干涉,并采用高压共轨喷油系统替代机械直列式喷油系统,以有利于实现一种新的低温预混合燃烧,从而达到同时大幅度降低NOx和碳烟排放的目的。综合分析大量试验结果表明,该柴油机在从怠速到标定转速各转速（1 430 r/min除外）所对应的外特性全负荷的50%负荷以下实现了较理想的低温预混合燃烧,NOx和碳烟排放下降幅度均在50%以上,很多工况降幅达80%～90%,且燃油消耗率（BSFC）保持基本不变。特别在低负荷工况,由于过量空气系数高,实现了较理想的稀薄均匀混合气的预混合燃烧,因此即使在非常高的EGR率下BSFC还是与原机相当、有的工况还有所下降。     

燃油组分对车用汽油机排放特性的影响分析

综述了燃油中烷烃、烯烃、芳烃等组分对于车用汽油机排放特性的影响。未燃烷烃是烷烃燃料HC排放的主要成分,烯烃燃料的HC排放主要包括丙烯、异丁烯、戊烯等,1,3-丁二烯的排放随燃油烯烃含量的增加而增加;苯、甲苯、乙苯等的排放随芳烃含量的增加而增加;发动机燃烧工况如空燃比、点火角度等对各种HC排放的具体组成有显著影响。因此,不仅需要加强降低燃油烯烃、芳烃含量的研究,也应该借助发动机燃烧过程的优化来降低因烯烃、芳烃含量高对排放造成的不利影响。     

高原环境下新型无灰助燃剂对发动机性能影响

采用大气模拟试验台架进行了高原环境下柴油机燃用柴油0#和添加无灰助燃剂燃油1#的外特性和负荷特性试验,考察了新型无灰助燃添加剂对柴油机高原动力性、经济性、燃烧和排放性的影响。结果表明,在发动机不作任何调整的情况下,与燃用0#柴油相比较,燃用柴油1#时发动机功率平均升高321%;燃油消耗率有所降低,外特性和负荷特性试验分别平均降低176%、268%;气缸压力、压力升高率和放热率峰值分别提高了510%、514%、749%,缸压峰值出现位置变化不大,压力升高率峰值和放热率峰值出现位置前移1~2°CA;滞燃期缩短,燃烧持续期延长;CO、HC和碳烟排放显著降低,NOx排放有所增加。     

EFFECT OF METHYL TERTIARY BUTYL ETHER (MTBE) AS A GASOLINE ADDITIVE ON ENGINE PERFORMANCE AND EXHAUST EMISSIONS

The effect of blending unleaded gasoline with different proportions of methyl-t-butyl ether MTBE (10, 15 and 20 vol % ) on engine performance was studied using a fixed compression ratio SI engine (Opel 4 -cylinder ). The exhaust gases were analyzed for carbon monoxide, carbon dioxide and the hydrocarbons emitted. The results have shown that MTBE blends gave slightly better engine performance than the unleaded gasoline as evidenced by the power output. Analysis of exhaust gases shows better carbon monoxide and hydrocarbon emissions for all MTBE blends tested than unleaded gasoline. A higher carbon dioxide exhaust emission of the blends than the unleaded gasoline also confirms their better combustion. The 20 vol % MTBE blend gave the lowest carbon monoxide and hydrocarbon emissions of all blends used. A comparison was also made between a     

汽油组成对进气阀及燃烧室沉积物性质的影响

The cleanliness of gasoline is related to its components and properties.All commercial gasoline builds up deposits on the engine’s injector,intake valve and combustion chamber,which can significantly lower the engine performance and influence exhaust gas emissions.In this study,the intake valve deposits (IVD) and combustion chamber deposits (CCD) produced from combustion of fuel containing 21 v%—42 v% of aromatics and 8 v%—31 v% of olefins have been studied using Ford engine tests,and the characteristics of deposits were studied by IR spectroscopy,TGA and elemental analysis instrument.The test results have shown that deposit formation depends on the fuel composition,especially the aromatic content in the fuel.It is also observed that there are differences in the values of IVD and CCD measured by IR spectrometry and elemental analyses.     

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为了降低发动机排放对大气环境造成的污染，在其燃料本身和燃料供给系统方面都已进行了很多改进，并且有很多新的尝试正在进行。在燃料方面，天然气作为发动机一种重要的“清洁燃料”，日益受到人们的重视，也使天然气发动机在国内外均获得了较快的发展。相应的，对发动机系统也需要进行改进以适应天然气的燃料特性。天然气发动机的燃料供给系统有：缸外进气道喷射、缸内直喷。其中缸内直喷又可细分为气体燃料缸内直接低压喷射，燃油调制喷射、缸内高压直接喷射，油气共用喷射器、缸内高压直接喷射，热面管加热、缸内高压直接喷射，预燃室燃烧室等各种不同的系统。首先介绍了各种供给系统的结构和工作原理，然后在充气效率以及动力性和排放方面详细比较分析了各种方式的优劣，提出今后的研究方向主要应是专用天然气发动机的研究、新型进气喷射器的设计和稀薄燃烧的实现。     

EFFECT OF METHYL TERTIARY BUTYL ETHER (MTBE) AS A GASOLINE ADDITIVE ON ENGINE PERFORMANCE AND EXHAUST EMISSIONS

ABSTRACT

The effect of blending unleaded gasoline with different proportions of methyl-t-butyl ether MTBE (10, 15 and 20 vol % ) on engine performance was studied using a fixed compression ratio SI engine (Opel 4 -cylinder ). The exhaust gases were analyzed for carbon monoxide, carbon dioxide and the hydrocarbons emitted. The results have shown that MTBE blends gave slightly better engine performance than the unleaded gasoline as evidenced by the power output. Analysis of exhaust gases shows better carbon monoxide and hydrocarbon emissions for all MTBE blends tested than unleaded gasoline. A higher carbon dioxide exhaust emission of the blends than the unleaded gasoline also confirms their better combustion. The 20 vol % MTBE blend gave the lowest carbon monoxide and hydrocarbon emissions of all blends used. A comparison was also made between a     

碳酸二甲酯对烷基化汽油燃烧性能的影响

在四缸直列四冲程增压直喷汽油机上,研究了添加体积分数为10%的碳酸二甲酯(DMC)对燃用烷基化汽油在典型工况下发动机性能的影响及其燃烧过程原理。结果表明：在所有工况下,添加DMC后燃油消耗率均有明显增加,增幅最高可达20.53%,有效热效率变化不明显。在外特性工况下,添加DMC对汽油机动力性影响不大,均不超过3%;在稳态工况下,DMC的加入降低了燃料的总碳氢化合物(THC)和氮氧化物(NOx)排放,碳氢化合物(HC)的排放最大降幅为13%,NOx排放最大降幅为32%;在低转速工况下,DMC的添加可引起总颗粒物排放增加,最大增幅为103%,其中核态颗粒物增加是主要因素,最大增幅为113%。燃烧过程分析表明,加入DMC会造成燃烧始点最多推迟1.24° CA,燃烧重心最多推移1.98° CA,燃烧持续期最大延长2.32° CA,从而引起定容性下降,热效率降低,后燃量增加,颗粒物升高,燃烧温度下降,NOx排放降低。     

新油耗与排放法规下汽油发动机技术及对燃油的要求

阐述了我国油耗与排放法规的发展、现状与下一阶段的实施计划,从而探究在新油耗与排放法规下,汽油发动机技术、排放后处理技术的发展,及新技术的应用。通过多批次满足国Ⅳ和国Ⅴ排放标准汽油燃油的检测,分析了国Ⅴ排放标准实施后,汽油主要指标馏程、芳烃含量和蒸气压等发生的变化,阐明这些指标对汽油发动机和排放后处理新技术的影响,提出了汽油发动机技术对燃油的要求。结果表明,国Ⅴ排放标准实施后,汽油存在组分重、芳烃含量高、冬季蒸气压偏低等问题。在汽油发动机和排放后处理新技术应用下,这些问题会影响发动机的正常运行,同时导致车辆油耗的升高和排放恶化。因此,改善车辆油耗与排放,要求严格控制燃油指标,提升燃油品质。     

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将压缩天然气（ＣＮＧ）和液化石油气（ＬＰＧ）气体燃料用作发动机燃料，采用缸外预混合的供气方式，其发动机功率损失和动力性降低，已成为推广使用中的难题。吉林工业大学内燃机研究所采用喷射技术，电控技术和计算机模拟技术，对进气门处喷射和缸内喷射的ＣＮＧ和ＬＰＧ发动机在整机性能，特别是动力性以及燃烧特性方面与汽油机的对比进行了系统的研究。研究表明，充气系数降低是缸外预混合式天然气发动机功率下降的主要原因。缸内直接喷气可大幅度提高充气系数；采用缸内喷气技术可恢复天然气发动机功率；提高压缩比可以提高天然气和ＬＰＧ发动机的动力性和经济性，使功率下降得以部分补偿。研究成功了电控气体喷射器的驱动电路和高能点火系统驱动电路，解决了点燃式发动机强烈干扰问题。     

掺混比对异丁醇-柴油混合燃料性能的影响

在1台增压中冷高压共轨柴油机上,试验探讨了异丁醇-柴油不同掺混比的混合燃料对发动机燃烧过程及性能的影响。结果表明:相同负荷率下,掺混异丁醇降低了燃料热值,发动机燃油消耗率增加;柴油掺混异丁醇后,含氧量增加,可有效抑制碳烟排放,但十六烷值降低。重型柴油机稳态测试循环(ESC-13工况)加权比排放测试发现,掺混10%异丁醇的柴油燃烧产生的微粒比排放最低;同转速小负荷工况下,加大异丁醇掺混比后,混合燃料增高的汽化潜热和低十六烷值共同引起滞燃期延长,使缸内温度降低,CO、HC及微粒排放增加;而大负荷工况下缸内燃烧高循环热量可有效抑制这一趋势,除NOx排放外,其余有害物比排放降低。     

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阐述了液化石油气(LPG)燃料的供气方式，开发了一种适合465 LPG／汽油两用燃料发动机的供给装置，并对LPG燃料混合器的设计作了说明。利用该供给装置对465发动机燃用LPG和汽油燃料的动力、经济性能和排放特性进行了台架试验研究。结果表明：465发动机燃用LPG燃料时，在最大功率和最大转矩达到原汽油机94．4％以上的条件下；  外特性平均燃料消耗率降低4．6％；在怠速工况下，燃用LPG燃料时发动机尾气中的HC和CO排放量比原汽油机分别下降30．6％和46．4％。展示了液化石油气的应用前景。     

喷油参数对PODE/柴油混合燃料燃烧污染物排放的影响

以柴油(P0)、聚甲氧基二甲醚(PODE)/柴油混合燃料(P10和P20)为对象,在高压共轨柴油机上,考察其在不同喷油压力和喷油正时下的燃烧排放特性及颗粒物排放规律.结果表明:随混合燃料中PODE体积分数的增加,燃料燃烧缸内压力和放热率峰值有所降低;随着喷油压力的提高,3种燃料的CO、碳氢化合物(HC)和烟度排放均明显...