生物含氧燃料成分对柴油机性能影响的试验研究

将占体积比80％的柴油分别掺混20％乙醇、20％生物柴油以及10％乙醇和10％生物柴油的混合物,连同纯柴油组成E20、B20、E10810和柴油共4种燃料,在一台4缸柴油机上进行燃烧、性能及排放特性试验研究。结果表明：含氧燃料成分的不同对折合油耗率基本不产生影响,但对燃烧和排放特性影响较大。发动机燃用E20的缸内最大爆发压力较柴油要大,B20、E10810较柴油要小;含氧燃料中生物柴油的加入使最大压力升高率减小,燃烧变得柔和;含氧燃料的放热时刻均落后于柴油的放热时刻。含氧燃料成分在中低负荷下对HC和CO的排放影响较大,随着含氧燃料中乙醇比例的增加HC和CO排放增加,在中高负荷下,3种含氧燃料的HC和CO排放基本相当;除了在2300r／min的中低负荷下含氧燃料的HC和CO排放较柴油高以外,其它工况下含氧燃料的HC和CO排放较柴油要低。含氧燃料成分不同对NOx排放的影响很小,3种含氧燃料的NOx排放都比柴油低。3种含氧燃料的碳烟排放较柴油要低,而且随含氧燃料中乙醇比例的增加,碳烟排放减小。     

新型多碳醇-柴油燃料在发动机上的应用研究

本试验在一台S195柴油机上进行,试验结果表明,新型混合燃料的油耗率比纯柴油要高,但随负荷的增大,这种差距呈下降趋势。新型混合燃料在较大工况范围都保持较低的CO排放量。两种新型燃料的HC排放曲线呈相同的规律,绝大部分工况下,新型混合燃料的HC排放要高于纯柴油。新型混合燃料的NOx排放比纯柴油低,并且随燃料中碳原子数的增加,NOx排放进一步降低。新型混合燃料的碳烟排放比纯柴油低,BL20D80燃料对碳烟排放的改善要优于HL20D80燃料。     

柴油机燃用不同比例菜籽油生物柴油和乙醇柴油的对比试验研究

在一台S195直喷柴油机上进行燃料燃烧对比试验,试验结果表明,燃用生物柴油和乙醇柴油会使柴油机的动力性有所下降,其中菜籽油生物柴油的动力性接近纯柴油燃料的动力性,乙醇柴油的动力性相对较差。生物柴油和乙醇柴油的油耗率都比纯柴油要高,生物柴油的油耗率要高于乙醇柴油。但随负荷的增大,这种差距呈下降趋势。生物柴油和乙醇柴油在较大工况范围都可以保持比纯柴油燃料较低的CO排放量。低负荷状态下改善不明显,甚至会增大;高负荷工况下,混合燃料的CO排放比纯柴油降低较多。绝大部分工况下,生物柴油和乙醇柴油燃料的HC排放都比纯柴油高。绝大部分工况下,生物柴油和乙醇柴油的NOx排放和碳烟排放都比纯柴油低,其中生物柴油的表现优于乙醇柴油。     

不同大气压力和乙醇/柴油混合掺比对柴油机性能和排放的影响

在增压柴油机上进行了不同大气压力下燃用纯柴油和E10、E15、E20和E30的对比试验研究。试验结果表明,不同大气压力下的不同乙醇掺烧比例的当量燃油消耗率均优于原机,气压低于90 kPa时,气压的上升对当量燃油消耗率的改善明显;90~100 kPa的各排放参数均优于81~90 kPa。在81 kPa时,随着转速、负荷的下降和掺比的增加,HC和CO明显上升,气压大于90 kPa后,随着转速、负荷的上升和掺比的增加,对HC和CO的影响不大,在大负荷工况的CO排放均优于原机;大气压力和掺比的变化对NOx排放的影响不大,大部分工况的NOx比原机有小幅下降;大气压力低于90 kPa时掺烧乙醇对降低碳烟排放有显著的影响,大于90kPa后对降低碳烟排放的影响减弱,碳烟排放随掺比的提高呈明显下降趋势。     

在直喷式柴油机上燃用低比例生物柴油和柴油的试验研究

在原直喷式柴油机结构和参数不做任何改变情况下,燃用低比例生物柴油和高比例柴油的混合燃料进行试验研究.试验结果表明:发动机燃用20%生物柴油和80%柴油的混合燃料与柴油相比较,在外特性下,B20功率和扭矩均比柴油低,当量油耗率低速时要低,高速时高.在外特性和1800 r/min负荷特性下,混合燃料碳烟、CO和HC排放均降低,NOx排放(除少数工况外)略有增加.该混合燃料对降低柴油机碳烟、C0和HC排放十分有利.     

柴油机燃用乙醇-生物柴油的性能试验研究

对乙醇和生物柴油的互溶性和抗水性进行了研究,在ZS195型柴油机上进行了燃用生物柴油、乙醇-生物柴油、含水乙醇-生物柴油与纯柴油的经济性与排放特性对比试验研究。试验结果表明:B90E10和B90A10混合燃料能在20℃环境温度下保持良好的物理稳定性;B90E10,B90A10和生物柴油有效燃油消耗率高于纯柴油;CO排放量,在小负荷时趋于纯柴油的排放水平,大负荷时下降;生物柴油NOx排放量在小负荷时高于纯柴油水平,而B90E10和B90A10较生物柴油依次下降,其中B90A10的NOx排放量低于纯柴油水平,大负荷时3种燃料的NOx排放量接近,均高于纯柴油水平;THC排放量均低于纯柴油水平,其中生物柴油下降幅度最大,B90E10下降幅度最小;碳烟排放较纯柴油大幅度下降,且随着燃料中含氧量的增加依次下降。     

机电联合控制LPG-柴油双燃料增压发动机的研究

对增压柴油机燃用 L PG-柴油双燃料、采用 2种机电联合控制方案进行了较为深入的研究 ,对比分析了原柴油机和机电联合控制 L PG-柴油双燃料发动机的动力性、燃料经济性和碳烟、NOx、CO、HC排放。机电联合控制方案 1的试验研究表明 :掺烧 L PG后 ,可以显著地降低柴油机的碳烟排放 ;但在小负荷范围内 ,燃料消耗率略有增加 ,HC、CO排放增加较多。机电联合控制方案 2的试验研究表明 :双燃料发动机和原柴油机外特性相比 ,转矩几乎不降低 ,燃料消耗率略有下降 ,碳烟排放显著降低 ,NOx、CO排放变化不大 ,HC排放增加 ;双燃料发动机和原柴油机负荷特性相比 ,燃料消耗率在小负荷范围内持平而在中等以上负荷略有下降 ,碳烟排放显著降低 ,NOx 排放变化不大 ,HC、CO排放在小负荷范围内基本相同而在中等以上负荷略有增加。     

正丁醇燃料特性对柴油机低温燃烧影响的机理

在一台单缸柴油机上,将20%体积分数的正庚烷、异辛烷和正丁醇分别与柴油进行掺混燃烧,研究了正丁醇沸点、燃料组分、十六烷值和含氧特性等理化特性对柴油机低温燃烧(LTC)的影响机理.结果表明,十六烷值是影响LTC燃烧特性的主导参数,柴油+正庚烷和柴油+异辛烷的燃烧特性分别与纯柴油和柴油+正丁醇接近.碳烟排放上,柴油+正庚烷与纯柴油差别很小,表明在20%掺混条件下,物理特性和燃料组分对LTC碳烟排放影响较小;柴油+异辛烷的碳烟排放较纯柴油降低明显,表明十六烷值是影响LTC碳烟排放的重要因素;柴油+正丁醇的碳烟排放比柴油+异辛烷有较大降低,表明正丁醇含氧特性对改善LTC碳烟排放具有重要作用.燃料理化特性对NOx、CO和HC等气体污染物排放影响较小.     

柴油机燃用生物柴油混合燃料排放性能试验研究

通过对柴油机燃用掺人不同比例生物柴油的混合燃料排放性能的试验研究,结果表明：在柴油中掺人不同比例生物柴油的混合燃料,柴油机的CO,HC和烟度均有较大的降低,NOx的排放略有升高,耗油率基本不变。在最大负荷时,5％,15％,25％的混合燃料和柴油机比较,HC的排放分别减少了15％,33.3％和83.3％,碳烟的排放分别减少了16．2％,51．8％和63．6％。     

柴油机燃用F-T柴油与0号柴油混合燃料时的性能与排放研究

开展了直喷式柴油机燃用F-T柴油与0号柴油混合燃料时性能与排放的研究,试验用燃料为O号柴油、含25%和50%F-T柴油的混合燃料以及100%F-T柴油.结果表明,在相同工况下,随着混合燃料中F-T柴油比例的增加,滞燃期缩短,预混燃烧放热峰值降低,扩散燃烧放热峰值增大,最高燃烧压力略微降低,发动机的燃油消耗率和有效热效率得到改善.在负荷特性上,发动机的CO2、HC、CO、NOx和碳烟排放随着F-T柴油的加入而降低,其中CO和碳烟在中高负荷时降低幅度最为显著.当F-T柴油掺混比例由0增至25%时,碳烟排放降低效果最为明显,此后随着F-T柴油的继续增加,碳烟排放降低幅度减少.     

氢气对柴油机油耗的影响

向柴油机进气道通入氢气,就加氢后柴油机的油耗变化进行实验研究．实验表明,加氢后柴油消耗量明显减少,节油率达20％-30％,可大大延缓石油资源的枯竭．就综合节油率而言,加氢后在高负荷下没有节油效果;而在低负荷下节油效果显著,其综合节油率可达14％,甚至更高．无论使用柴油还是乳化油,提高进气处氢气温度都可使油耗率有所降低,当氢气温度提高到90-130℃时,油耗率减小的幅度在3 g／(kW·h)左右．实验表明,乳化油和氢气的共同作用能够更好地提高节油率,使用乳化油后可以使节油率在原来的基础上略有增加,增幅约为3％．这是由于在缸内水的蒸发速度很快,当水蒸发后,柴油滴径变小,蒸发也更快,从而能够促进燃烧,使燃烧过程提前结束．     

甲醇/汽油双燃料发动机燃料转换控制研究

为了从根本上解决环境污染和能源短缺问题,提出了甲醇/汽油双燃料发动机的燃油供给系统方案,并对双燃料系统的控制转换方式进行了研究,提出了双燃料系统控制方案,实现了甲醇燃料供给与汽油燃料供给系统的并行使用,它利于燃料的最优合理利用,同时满足了环保要求。     

气体燃料再燃对NOx还原的影响

气体燃料再燃是研究较多的降低烟气中ＮＯｘ含量最有效的方法之一。本文以典型的一次燃烧区烟气成分为模拟烟气,研究了不同的气体燃料（ＣＨ４,Ｃ２Ｈ２和Ｃ２Ｈ４）作为再为燃烧料时,再燃区燃烧工况（空气过量系数和再燃温度）对ＮＯｘ再燃过程和ＮＯｘ还原率的影响。通过计算发现,不同组分的气体燃料、再燃区空气过量系数及再燃区对ＮＯｘ的再燃过程和ＮＯｘ还原率都有重要的影响。     

喷油器长径比变化对柴油机性能的影响

探讨了喷油器长径比变化对ZH1105柴油机性能的影响。结果表明,长径比变化对柴油机大负荷T况的燃油消耗率和烟度有明显影响。通过对燃油喷雾特性的分析,揭示了喷孔长径比变化影响柴油机性能的原因。     

Fundamental study on biomass‐fuelled ceramic fuel cell

Recent development in the advanced intermediate temperature (400 to 700°C) ceramic fuel cell (CFC) research brings up feasibility and new opportunity to develop innovative biomass‐fuelled CFC technology. This work focuses on fundamentals of the biomass‐fuelled CFCs based on available biofuel resources through thermochemical conversion technologies. Both real producer gas from biomass gasification and imitative compounded gas were used as the fuel to operate the CFCs in the biomass CFC testing station. The composition of the fuel gas was varied in a wide range of practices of the present conversion technology both in KTH and Shandong Institute of Technology (SDIT). CFC performances were achieved between 100 and 700 mW cm^?2 at 600–800°C corresponding to various gas compositions. A high performance close to 400 mW cm^?2 was obtained at 600°C for the gas with the composition of H₂ (50 per cent)+CO (15 per cent)+CO₂ (15 per cent)+N₂ (20 per cent) and more than 600 mW cm^?2 for the H₂ (55 per cent)+CO (28 per cent)+CO₂ (17 per cent) at 700°C. This paper presents the experimental results and discusses the fundamentals and future potentiality on the biomass fuelled CFCs. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

压缩天然气(CNG)汽车及其发动机系统的研究

介绍压缩天然气汽车技术,分析压缩天然气汽车的特点及其存在的问题,详细介绍了压缩天然气汽车可以采用的几种发动机系统,为压缩灭然气汽车的可行性发展提供了技术依据。     

柴油机燃用乳化油并在进气道喷乙醇的节油研究

利用柴油机排气能量加热乙醇,将乙醇喷入柴油机进气道,并结合乳化油的燃烧技术,进行了柴油机台架实验,实现了柴油机运行中较大幅度的节油,最大节油率约为10％．单就柴油而言,其消耗可减少约16％．乙醇热解产生氢气和燃用乳化油这两种因素的共同作用是产生良好节油效果的原因．     

Planar and three-dimensional microfluidic fuel cell architectures based on graphite rod electrodes

We propose new membraneless microfluidic fuel cell architectures employing graphite rod electrodes. Commonly employed as mechanical pencil refills, graphite rods are inexpensive and serve effectively as both electrode and current collector for combined all-vanadium fuel/oxidant systems. In contrast to film-deposited electrodes, the geometry and mechanical properties of graphite rods enable unique three-dimensional microfluidic fuel cell architectures. Planar microfluidic fuel cells employing graphite rod electrodes are presented here first. The planar geometry is typical of microfluidic fuel cells presented to date, and permits fuel cell performance comparisons and the evaluation of graphite rods as electrodes. The planar cells produce a peak power density of 35 mW cm⁻² at 0.8 V using 2 M vanadium solutions, and provide steady operation at flow rates spanning four orders of magnitude. Numerical simulations and empirical scaling laws are developed to provide insight into the measured performance and graphite rods as fuel cell electrodes.     

柴油机燃用二甲醚排放特性的研究

利用定容燃烧室和共轨式燃料喷射系统，对二甲醚(DME)燃料喷雾特性进行了试验研究．在单缸柴油机上，采用不同的喷孔直径、孔数、喷射率及涡流比时，对DME发动机排放性能进行了对比试验．结果表明，较少的喷孔数和较大的喷孔直径可以提高燃料喷雾的贯穿距离，抑制燃料的早期蒸发，有利于减少大负荷工况下CO、THC和NOx排放。     

轴针式喷油嘴燃油束撞击时雾化特性研究

在前期发动机台架实验和高速摄影实验的研究基础上,为进一步了解燃油束撞击法形成混合气及其在小型柴油机上实现直喷式燃烧的机理,用多次喷雾叠加摄影技术以及马尔文激光粒子分析仪对带挡块的轴针式喷油器的喷雾过程进行了研究。实验中对不同形状挡块以及不带挡块的油束形成过程进行了详细的观察,并对撞击前后的油滴滴径进行了测量。结果表明,燃油经撞击后可显著地增大油束扩散角,不同程度地影响了燃油束的贯穿度,但燃油束撞击前后的滴径变化不大。加深了对油束撞击现象、撞击油束雾化特点和混合气形成过程以及在小型柴油机内实现直喷式燃烧的认识。