引燃柴油供给系统对双燃料发动机性能的影响

以实验为基础,研究了引燃柴油量、供油提前角、喷油器参数、针阀开启压力等引燃柴油供给系统参数对柴油／天然气双燃料发动机的燃烧特性、动力性、经济性、排放性等的影响。通过对试验结果的比较与分析,提出了改善双燃料发动机引燃柴油供给系统参数的措施。     

增压中冷柴油-天然气双燃料发动机燃烧特性的实验研究

对天然气替代率、引燃柴油喷油时刻和中冷后进气温度等燃烧系统参数对增压中冷柴油—天然气双燃料发动机燃烧特性的影响进行了实验研究。研究结果表明：增压中冷柴油—天然气双燃料发动机的燃烧放热速率比纯柴油快，引燃柴油的着火时刻和缸内燃料空燃比值决定着双燃料发动机的燃烧特性，即着火时刻在上止点前且空燃比值较小时，其燃烧接近于定容燃烧过程，随着天然气替代率的升高，缸内最大爆发压力和最高燃烧温度升高；而着火时刻在上止点后且空燃比值较大时，其燃烧接近于等压燃烧过程，随着天然气替代率升高，缸内最大爆发压力和最高燃烧温度降低。最大爆发压力、最高燃烧放热率和最高燃烧温度随引燃柴油喷油提前角的增大而升高；而随着进气温度升高，最大爆发压力和缸内温度增大。     

引燃柴油喷油正时对LNG-柴油双燃料发动机燃烧特性的影响

以一台涡轮增压六缸柴油机改造的发动机为试验对象,研究引燃柴油喷油正时对LNG-柴油双燃料发动机燃烧特性的影响。研究了不同喷油正时下的双燃料发动机的缸内压力、压力升高率、缸内温度、燃烧放热规律、循环变动等参数。研究结果表明:引燃柴油喷油正时对双燃料发动机燃烧特性影响很大。随引燃柴油喷油正时的增大,最高缸内压力、最高压力升高率、最大燃烧温度和最大瞬时放热率先升高后降低且所对应的曲轴转角减小;峰值压力循环变动系数先降低后增大,峰值压力升高率循环变动系数降低。     

双燃料发动机燃烧放热规律模型及实验研究

在原单一燃料放热规律计算模型的基础上，针对双燃料发动机燃烧过程的特点，将其分为四个阶段，建立了一种新的双燃料发动机燃烧放热率计算模型。使用该模型，可以实现引燃燃料与主燃料放热率计算的分离。简要介绍了该模型的计算原理和方法。利用该模型分别计算了柴油-LPG双燃料发动机的引燃柴油、LPG及总体的燃烧放热率，分析了其燃烧过程及燃烧特性，并与试验结果进行了分析比较。为研究分析双燃料发动机的燃烧特性提供了一种便捷有效的方法。     

柴油-天然气发动机的爆震燃烧特性的研究

本文对柴油-天然气发动机的爆震燃烧特性进行了深入研究。通过对纯柴油发动机和双燃料发动机的示功图和放热率的对比，将双燃料发动机的爆震燃烧分为三种形式，并分析了双燃料发动机爆震燃烧的主要影响因素。     

天然气/柴油双燃料燃烧特性及规律的研究

通过试验及其分析,探索天然气和柴油复合燃烧特性和规律,并具体阐述负荷、转速、替代率、引燃油量、进气混合气浓度、供油提前角和燃烧室形式等因素对双燃料燃烧压力变化规律、放热规律、着火特性、最高替代率变化规律等的影响.特别指出了天然气/柴油双燃料燃烧的主要特征、存在的主要问题和需要采取的技术措施.     

双燃料发动机放热率计算和试验分析

提出了一个描述双燃料发动机燃烧特性的多区模型,模型将气体燃料的燃烧和引燃柴油的燃烧分别进行考虑。建立了由实测示功图求解双燃料发动机放热率的微分方程式,开发了计算双燃料发动机燃烧放热规律的软件,并在一台生物质气-柴油双燃料发动机上与传统柴油机放热率计算模型进行了试验验证和对比。研究和试验结果表明,用传统柴油机分析方法计算双燃料发动机的放热率峰值偏大,所计算的缸内工质平均温度偏高,新模型计算的结果与实际情况更吻合。     

生物制气-柴油双燃料发动机放热规律试验研究

采用气化炉热解气化各种农林废弃的生物质,产生可燃生物制气,用作为以柴油引燃的双燃料发动机的主要燃料。测量生物制气-柴油双燃料发动机气缸压力,计算分析放热规律。双燃料发动机与燃用纯柴油时的发动机相比,燃烧始点延迟,最大燃烧压力降低,最大放热率和排气温度增加,后燃较严重。负荷增大时,双燃料发动机燃烧始点提前,最大燃烧放热率增高,最高燃烧温度升高,后燃较严重。供油提前角提前时,后燃减小,燃烧过程明显改善。     

双燃料发动机燃烧放热规律分析及燃烧特性研究

从热力学和内燃机燃烧的基本理论入手 ,推导了计算分析双燃料发动机缸内工质成分和热力学参数的计算关系式以及求解双燃料发动机燃烧放热规律的微分方程式 ,基于面向对象技术开发了双燃料发动机燃烧放热规律计算软件。研究结果表明 :用传统柴油机分析方法计算双燃料发动机的放热率峰值偏小 ,所计算的缸内工质平均温度偏高 ,新模型计算的结果与实际情况更为吻合。该分析软件可以适用于多种燃料发动机 ,是内燃机燃烧放热规律的通用计算软件。双燃料发动机燃烧特性研究表明 :双燃料发动机初始放热率比纯柴油大 ,若着火始点在上止点后 ,双燃料缸内最大爆发压力比纯柴油低 ,否则比纯柴油高 ;控制双燃料发动机着火始点是控制缸内最大爆发压力和 NOx 排放的关键 ,双燃料发动机着火始点应在上止点后 ,可以使发动机爆发压力和 NOx 排放比纯柴油低。     

LPG／柴油双燃料发动机燃烧特性的研究

对柴油/LPG双燃料发动机不同工况下的燃烧百分率和燃烧率进行了计算。分析了双燃料发动机的燃烧特性,找出了实现最佳燃烧所对应的引燃油量。计算了双燃料发动机最高燃烧压力循环变动,找出了它随引燃油量变化的规律。为合理组织燃烧过程提供理论依据。     

Pressure–time characteristics in diesel engine fueled with natural gas

Combustion pressure data are measured and presented for a dual fuel engine running on dual fuel of diesel and compressed natural gas, and compared to the diesel engine case. The maximum pressure rise rate during combustion is presented as a measure of combustion noise. Experimental investigation on diesel and dual fuel engines revealed the noise generated from combustion in both cases. A Ricardo E6 diesel version engine is converted to run on dual fuel of diesel and compressed natural gas and is used throughout the work. The engine is fully computerized and the cylinder pressure data, crank angle data are stored in a PC for off-line analysis. The effect of engine speeds, loads, pilot injection angle, and pilot fuel quantity on combustion noise is examined for both diesel and dual engine. Maximum pressure rise rate and some samples of ensemble averaged pressure–crank angle data are presented in the present work. The combustion noise, generally, is found to increase for the dual fuel engine case as compared to the diesel engine case.     

中速柴油机燃用低质混合油的试验研究

在一台中速柴油机上进行了轻柴油和低质混合油的动力性能试验,通过对缸内压力曲线的分析,对比研究了轻柴油和低质混合油的缸内燃烧情况;比较了两种喷油嘴参数对应的柴油机动力性能;研究了燃油温度对低质混合油动力性能的影响。结果表明,采用原机喷油嘴,与燃用轻柴油相比,燃用低质混合油时,在中低负荷条件下,燃烧压升率变大,最高燃烧压力升高;高负荷条件下,缸内最高燃烧压力有所降低;采用喷孔数及喷孔直径均增加的新喷油嘴后,在各个工况下燃用低质混合油时的最高燃烧压力比燃用轻柴油时的高;随燃油温度升高,缸内燃烧压力升高,但燃油温度升高到一定限值后,动力性能下降。     

直喷柴油机燃用二甲醚的试验研究

在直接喷射式柴油机上进行了燃用二甲醚的试验研究,对柱塞有效行程和柱塞直径、供油提前角、喷油压力、进气涡流比、喷嘴型式等燃烧系统主要参数对发动机功率和热效率的影响进行了研究,在燃料供给系统中增加燃油输送泵,消除了气阻,发动机可以在宽广的转速和负荷范围内稳定运行,发动机热效率比原机高３％ 。在优化燃烧系统参数的基础上对示功图和排放的测量及计算表明：二甲醚发动机最高爆发压力、最大压力升高率和 Ｎ Ｏｘ 排放均低于原机,烟度排放为０。试验结果显示了直喷式柴油机燃用二甲醚在降低排放方面的优越性能。     

柴油机燃用生物柴油-乙醇-水微乳化燃料性能研究

为研究生物柴油-乙醇-水微乳化燃料在柴油机上的应用,在单缸直喷式柴油机上,对生物柴油和生物柴油-乙醇-水微乳化燃料的燃烧特性、经济性和排放进行试验研究。研究结果表明:与生物柴油相比,生物柴油-乙醇-水微乳化燃料的压力、压力升高率及放热率曲线明显后移;峰值燃烧压力和峰值瞬时燃烧放热率增加,燃烧更加完全、放热更加集中;瞬时燃烧放热率第二峰值明显降低,瞬时燃烧放热率曲线型心转角在中高负荷更加靠近上止点,循环等容度和有效效率明显提高;燃料消耗率增加而比能耗略有降低;NOx和烟度排放明显降低。研究结果表明:生物柴油-乙醇-水微乳化燃料是节能、环保的柴油机代用燃料。     

二甲基醚（DME）燃烧特性研究

作者在定容燃烧弹上用火焰直接成像法研究二甲基醚 (DME)燃烧过程 ,研究了 DME的滞燃期和火焰传播特性以及不同环境温度和压力对燃烧过程的影响。研究结果表明 ,DME的滞燃期比柴油短 ,燃烧室内的温度和压力升高时 ,滞燃期缩短 ;DME的着火位置靠近喷嘴一侧 ,柴油与 DME的体积相同时 ,DME的燃烧持续期比柴油短 ;DME的燃烧火焰亮度比柴油小 ,表明 DME的燃烧温度比柴油低。燃烧后期 ,燃用 DME时 ,喷嘴有明显的泄漏现象。此外 ,作者在单缸直喷式柴油机上进行了燃用 DME的燃烧特性试验研究 ,研究结果表明 ,DME的预混合燃烧放热率比柴油低 ,缸内最大爆发压力和最大压力升高率比柴油低。由于喷油持续期延长 ,DME的燃烧持续期比柴油长 ,在上止点后 80° CA出现一个较大的放热峰值。     

双燃料发动机燃烧模型的研究与应用

以天然气为主要燃料、少量柴油机为引燃油的双燃料发动机为研究对象,建立模型,它包括热力学、经学反应动力学、引燃油多区传热和燃烧模型。应用该模型预算了双燃料发动机的燃烧过程,分析了运行和结构参数对双燃料发动机性能和排放的影响。     

Performance and combustion characteristic of CI engine fueled with hydrogen enriched diesel

The combustion of hydrogen–diesel blend fuel was investigated under simulated direct injection (DI) diesel engine conditions. The investigation presented in this paper concerns numerical analysis of neat diesel combustion mode and hydrogen enriched diesel combustion in a compression ignition (CI) engine. The parameters varied in this simulation included: H₂/diesel blend fuel ratio, engine speed, and air/fuel ratio. The study on the simultaneous combustion of hydrogen and diesel fuel was conducted with various hydrogen doses in the range from 0.05% to 50% (by volume) for different engine speed from 1000 – 4000 rpm and air/fuel ratios (A/F) varies from 10 – 80. The results show that, applying hydrogen as an extra fuel, which can be added to diesel fuel in the (CI) engine results in improved engine performance and reduce emissions compared to the case of neat diesel operation because this measure approaches the combustion process to constant volume. Moreover, small amounts of hydrogen when added to a diesel engine shorten the diesel ignition lag and, in this way, decrease the rate of pressure rise which provides better conditions for soft run of the engine. Comparative results are given for various hydrogen/diesel ratio, engine speeds and loads for conventional Diesel and dual fuel operation, revealing the effect of dual fuel combustion on engine performance and exhaust emissions.     

An experimental investigation of exergetic performance and emission characteristics of hydrogen supplemented biogas-diesel dual fuel engine

An experimental investigation of a conventional diesel engine with diesel, biogas and hydrogen as fuels has been carried out, while the engine is modified to operate in dual fuel mode using diesel as the pilot fuel and biogas as the main fuel respectively. In order to improve the biogas-diesel dual fuel engine performance and emission characteristics, small percentages of hydrogen supplementations, viz. 5%, 10%, 15% and 20%, in biogas were studied and the comparison was also made to that with the neat biogas-diesel dual fuel operation. Engine performance characterization has been done with exergy based approach, and major sources of irreversibilities in various engine processes are also investigated and compared for the above mentioned cases. The results show that hydrogen supplementations in biogas have lesser effect on the combustion characteristics at low load, while, at high load, the combustion patterns change significantly with higher heat release rates and peak combustion pressures. Furthermore, performance and emission characteristics are found nearly unaffected with 5% of hydrogen addition both at low and high loads. Nevertheless, further addition of hydrogen in biogas causes improvements in performance and emission characteristics of the dual fuel engine.