柴油甲醇组合燃烧对机车柴油机排放性能的影响

对一台应用于机车的中速大型柴油机,按照柴油/甲醇组合燃烧(DMCC)的要求,进行了相应的改造,以探究DMCC燃烧模式对其排放性能的影响。结果表明:在800 r/min@9 600 N·m工况下,掺烧甲醇后,NO_x比排放大幅降低,但过分提高甲醇替代率,则NO_x比排放会有所升高;CO₂比排放、燃料费用随甲醇替代率的升高而降低;当量油耗则先随甲醇的替代率提高而升高,随后降低;HC比排放随甲醇替代率提高有所升高。相比于原机,在800 r/min、9 600 N·m、-4° ATDC、35.9%替代率工况, NO_x比排放仅为3.15 g/(kW·h),最大降幅达到56.5%;DMCC模式,640 r/min@6 850 N·m工况下,随着供油提前角的推迟,NO_x、HC比排放降低,排气温度逐渐升高;中等替代率下最低油耗对应的供油提前角推迟,高替代率下供油提前角提前。     

柴油/甲醇组合燃烧发动机的燃烧特性与排放

对一台高速直喷式柴油机采用柴油／甲醇组合燃烧方式及其纯柴油燃烧方式的燃烧特性进行了研究。其结果表明，采用柴油／甲醇组合燃烧的发动机，燃烧始点晚于采用纯柴油时的燃烧起点，但是燃烧速度快，气缸峰值压力比燃烧纯柴油时高；与纯柴油的双峰放热规律不同，组合燃烧的放热率曲线呈单峰形；组合燃烧的最高燃烧温度比燃烧纯柴油时有所降低．进而从燃烧理论上解释了采用组合燃烧可以同时降低碳烟和NOx排放的原因。     

柴油/甲醇的组合燃烧对废气涡轮增压柴油机排放的影响研究

研究了在4102型废气涡轮增压柴油发动机上采用柴油／甲醇组合燃烧方式后对发动机各种排放的影响。试验结果表明,在比油耗降低的同时,碳烟、NOx和CO2的排放量也得到减少;虽然HC和CO排放有所升高,但是由于排气温度始终高于400℃,可以通过催化转换器将其转化。     

甲醇柴油对增压中冷柴油机燃烧与排放性能的影响

针对在增压中冷柴油机上燃用不同比例甲醇柴油对发动机燃烧和排放性能的影响进行了研究。结果表明：随着混合燃料中甲醇含量的增加,发动机动力性略有降低,使用经济性提高,缸内最大压力和温度降低,NOx和碳烟排放降低,HC排放增加;CO排放小负荷下大幅增加而在大负荷下略有降低。     

柴油机燃用柴油/甲醇混合燃料时的性能与排放研究

通过添加助溶剂形成一种稳定的柴油／甲醇混合燃料，并开展了柴油机燃用此混合燃料的性能与排放研究。研究结果表明：发动机热效率和柴油等热值燃油消耗率随混合燃料中甲醇含量的增加而改善，这是由于预混燃烧量的增加，燃料富氧以及扩散燃烧的改善所致。适当增加供油提前角可使柴油／甲醇混合燃料发动机热效率提高。燃用柴油／甲醇混合燃料可显著降低发动机CO和烟度，而对碳氢排放影响不大；在相同平均有效压力的条件下，N0x随甲醇含量的增加而增加，添加甲醇对N0x的影响在大负荷下更为明显。柴油／甲醇混合燃料燃烧时存在一个较为平坦的N0x／烟度关系曲线。     

柴油机燃用柴油/甲醇混合燃料时的燃烧特性研究

通过添加助溶剂形成一种稳定的柴油／甲醇混合燃料，并开展了柴油机燃用此混合燃料的燃烧特性研究。研究结果表明：随着混合燃料中甲醇含量的增加，预混燃烧阶段的放热率增加，扩散燃烧时间缩短。滞燃期随甲醇含量的增加而增加，此现象在低负荷和高转速下更为明显。甲醇含量对快燃期长短影响较小，总燃烧期随甲醇含量的增加而缩短。低转速下放热率曲线中心随甲醇含量的增加而移近上止点，最大压力升高率和最高放热率随甲醇含量的增加而增加。高转速高负荷下放热率曲线中心随甲醇含量的增加而移近上止点，高转速低负荷下放热率曲线中心随甲醇含量的增加偏离上止点；高转速下最大压力升高率和最高放热率随甲醇含量的增加而增加，而进一步增加甲醇含量反而使最大压力升高率和最高放热率降低。当混合燃料中含氧量小于6％时，缸内最高压力随甲醇含量的增加而增加；进一步增加含氧量时缸内最高压力保持不变或略有降低。缸内最高平均气体温度基本上不随甲醇含量而变化。     

应用柴油/甲醇组合燃烧降低增压中冷发动机排放

在增压中冷发动机上采用柴油/甲醇组合燃烧(DMCC)方式进行排放特性的试验研究.结果表明:采用DMCC方式,增压中冷发动机的Nox和碳烟及微粒排放同时较大幅度下降,但HC和CO排放增加较多.加装氧化催化转化器后,HC和CO得到了大幅度的降低,微粒(PM)也进一步减少.按照国Ⅲ规定的柃测方法,该机的Nox由6.49 g/(kW·h)降到4.33 g/(kW·h),微粒由0.11g/(kW·h)降纠0.05 g/(kW·h),HC由0.49 g/(kW·h)降到0.04 g/(kW·h),CO基本保持不变,使发动机仍在采用原有的泵管嘴燃油喷射系统的情况下,排放品质由国Ⅱ提升至国Ⅲ水平,测试结果显示了该方法具有进一步减少有害排放的潜力,而其燃料经济性与原机相当.     

柴油-甲醇组合燃烧技术在发电机组产品开发中的应用

对一台增压中冷柴油机进行改装,使其采用柴油-甲醇组合燃烧（Diesel-Methanol Compound Combustion,DMCC）方式运行。发动机台架以及装机运行试验的结果表明：发动机的双燃料模式平稳、可靠,动力性与原纯柴油相同,调速特性满足机组使用要求;与纯柴油相比,双燃料模式的燃料经济性在中高负荷时显著提升,在低负荷时较低;双燃料模式下的碳排放比在纯柴油工况下的碳排放降低约11.4%,PM和NO_x排放明显低于纯柴油模式,NO_x排放需要进一步优化;全工况下CO和HC排放量均大幅增加,所以为满足法规需要加装后处理系统;按照机组视在功率为300 kW运行时,双燃料模式的燃料经济性改善14.5%,大幅度降低发电成本。     

柴油/甲醇组合燃烧增压共轨发动机的燃烧特性和排放特性

在增压共轨发动机上采用柴油,甲醇组合燃烧(DMCC)方式进行燃烧特性分析和排放特性分析.对DMCC模式下放热率、缸内压力变化和p-V图的分析表明,DMCC模式具有吸热汽化、推迟着火时间、提高定容燃烧度、降低排气温度等优点,从而大幅度提高了燃料的燃烧效率.对M100(纯甲醇)和M90(含水10%的甲醇)的排放量进行检测,表明M90比M100更能降低甲醛、NOJ、HC和CO排放.     

直喷式柴油机燃用甲醇/柴油混合燃料的燃烧及排放特性

研究了直喷柴油机燃用不同掺混比的甲醇和柴油混合燃料对柴油机经济性、动力性、燃烧特性和排放特性的影响，测录了掺甲醇量分别为10％、15％、20％混合燃料和纯柴油时柴油机各种性能，并通过对结果的比较，分析了甲醇掺混量对其影响的规律和原因，采用等过量空气系数法确定试验工况，以保证在同样的燃烧条件下进行比较，结果表明：在等转速和等过量空气系数条件下，加入一定量的甲醇改善了柴油机的燃烧特性，具有较高的燃烧热效率；烟度和CO排放随甲醇掺混量的增加而下降，掺甲醇使NOx排放升高，并在掺醇量为10％～15％时达到最大值。     

进气道喷甲醇对柴油机性能及排放影响的研究

在增压柴油机的进气道上加装甲醇喷射系统,研究不同甲醇喷射比例对柴油机性能和排放的影响.结果表明,用甲醇替代部分柴油,在外特性试验中,甲醇的喷入扩展了发动机扭矩和功率范围,最大升高幅值分别为12.1％和12.0％.同时,柴油的消耗率降低,最大降幅为22.6％,使用经济性有所改善,费用支出率最高降幅为15.2％,但高转速高负荷时费用支出率升高了4.4％.进气道喷甲醇有效抑制了NOx的排放,最高降幅达到84.5％,碳烟的排放升高.     

柴油机燃用甲醇的应用研究和进展

简单介绍了甲醇燃料在柴油机中燃烧所存在的问题及应用。并介绍了西安交通大学在此方面的一些研究进展,认为在一定的技术措施下,甲醇可以应用于柴油机,以替代或部分替代柴油;并可减少发动机的碳烟颗粒和NOx的排放,但不同的技术方法对CO和HC排放的影响不同。     

用准维燃烧模型对单缸柴油机性能和排放预测

摘要用结合有准维燃烧模型的柴油机循环模拟预测单缸机性能,可以在很大程度上取代柴油机开发中的单缸机的试验研究.本文介绍了作者多年来通过燃烧过程机理研究所建立起来的准维燃烧模型的主要构成和特色,并通过各种实例讨论了它的功能和预测力.     

柴油机实行复合燃烧的试验研究

以柴油机为基础。以LPG或甲醇作为预混合燃料,与喷入的柴油组成部分预混的复合燃烧,大幅度降低了发动排气烟度,同时使氮氧化物排放得到一定改善,发动机的比油耗优于原柴油机,而排气中的未燃烃HC和CO的浓度有所提高,甲醇比LPG具有降低烟度效果更好、氮氧化物降低更多和HC排放相对较低的优越性。     

柴油机进气预混甲醇裂解气的节油研究

在不改变6300ZC柴油机结构和参数的基础上,开发了柴油机进气管预混甲醇裂解气的实验装置系统,研究了预混微量裂解气时柴油机的燃油经济性.研究结果表明,当柴油机进气预混甲醇裂解气的质量百分比为2.5%～5.0%时,各负荷下节油率可达5%～8%,综合油耗率与综合热效率均明显提高,且随着裂解气掺烧浓度的增加,油耗呈下降趋势.     

柴油/甲醇组合燃烧在电站机组中的设计与实现

引入组合燃烧理论,设计了电控柴油／甲醇双燃料喷醇系统和发动机工作时的控制策略,对改装后的喷醇发动机电站机组试验了发动机的动力性、经济性和排放性能以及机组的运行可靠性。试验表明：动力性指标完全能满足机组需求,经济性大大提高,排放明显改善,调速性能较为稳定。     

柴油/甲醇组合燃烧在电站机组中的设计与实现

引入组合燃烧理论,设计了电控柴油/甲醇双燃料喷醇系统和发动机工作时的控制策略,对改装后的喷醇发动机电站机组试验了发动机的动力性、经济性和排放性能以及机组的运行可靠性。试验表明:动力性指标完全能满足机组需求,经济性大大提高,排放明显改善,调速性能较为稳定。