F-T柴油发动机燃烧排放特性研究

为实现F-T柴油在柴油发动机上的推广应用,通过改变供油提前角和压缩比对F-T柴油发动机的燃烧和排放特性进行了研究。试验结果表明:燃用F-T柴油时,如果供油时刻提前,那么爆发压力、瞬时放热率、滞燃期和持续期均呈现先升高后降低的趋势,而且PM,THC,CO排放下降,NO_x排放上升;如果压缩比降低,那么爆发压力和持续期下降,瞬时放热率略有上升。     

直喷式柴油机燃用F-T柴油时的性能与排放

煤通过Fischer-Tropsch（F-T）合成可以获得十六烷值高、硫和芳香烃含量极低的F-T柴油.在一台未作改动的单缸直喷式柴油机上对燃用F-T柴油时发动机的性能和排放进行了研究.结果表明,在相同工况下与燃用常规柴油相比,燃用F-T柴油时的滞燃期较短,预混燃烧放热峰值较低,扩散燃烧放热峰值较高,最高燃烧压力略低,最大压力升高率显著下降,燃油消耗率和热效率都得到了改善.燃用F-T柴油可同时降低CO、HC、NOx和碳烟排放,其中NOx和碳烟排放分别平均降低了16.7%和40.3%.研究表明F-T柴油是柴油机优秀的清洁代用燃料.     

生物柴油对直喷式柴油机燃烧和排放的影响

列举了生物柴油的基本物化特性。介绍了生物柴油对直喷式柴油机燃烧和排放的影响。相比普通柴油,燃用生物柴油可以减少CO、CO_2、SO_2、HC、微粒以及碳烟的排放且不会影响柴油机工作性能。采用EGR、乳化油、多次喷射及微粒捕捉器等措施可以进一步降低使用生物柴油的微粒和NOx排放。生物柴油作为一种可再生的替代能源,以其良好的环境效应受到越来越多的关注。     

供油提前角对直喷式柴油机喷雾、燃烧和碳粒变化历程的影响

介绍了采用同步双成像技术研究供油提前角对直喷式柴油机喷雾、燃烧和碳粒变化历影响的研究结果。研究结果表明：增大供油提前角时,着火会发生在燃油停止喷射后。停喷后着火和停喷前着火相比,其着火瞬间的喷雾场和此后的燃烧场、碳粒场的变化历程有明显不同。增大供油提前角可以减少燃烧过程前期的碳粒生成量,进而降低碳粒排放。     

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

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0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CO_2、HC、CO、NO_x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。     

直喷式柴油机燃烧低十六烷值柴油的研究

通过实测直喷式柴油机燃烧不同十六烷值柴油时的缸内压力示功图,以此计算出相应的燃烧放热规律。通过分析影响放热规律的有关参数,确定了对几项因子通过试验匹配来进行直喷式柴油机燃用低十六烷值柴油机的初步研究。以试验研究为基础,利用神经网络的非线性映射性能得出了燃用低十六烷值柴油机时几个参数的调整方案。     

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.     

柴油机燃用F-T柴油与0号柴油混合燃料的燃烧特性

根据实测的喷油器针阀升程和示功图,开展了直喷式柴油机燃用F-T柴油与0号柴油混合燃料时燃烧特性的研究．试验用燃料为0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,喷油延迟角增大,而喷油持续期变化不大．滞燃期随着F-T柴油比例的增加而缩短,其中当F-T柴油的比例由0增至25%时,滞燃期缩短最为明显,此后进一步增加F-T柴油的比例,滞燃期缩短幅度减小．随着混合燃料中F-T柴油比例的增加,预混燃烧放热峰值降低,扩散燃烧放热峰值增大,燃烧持续期略有延长,缸内最高燃烧压力和气体最高平均温度降低,最大压力升高率显著下降,发动机的燃烧噪音和机械损失减小,有效燃油消耗率和有效热效率得到改善．     

供油提前角对柴油/水煤浆混合燃料燃烧排放性能的影响

通过柴油机台架试验,分析了供油提前角变化对柴油/水煤浆混合燃料燃烧排放的影响.试验结果表明:当供油提前角调定为18 ℃A时,柴油/水煤浆混合燃料的有效燃油消耗率降低,热效率升高,燃烧持续期最短,增加或减少供油提前角都将延长燃烧持续期;供油提前角变化对柴油/水煤浆混合燃料的排放有较大影响,逐步增大供油提前角(由17到18 ℃A,再到19 ℃A),混合燃烧的烟度排放降低,Nox的排放先降低再升高,CO的排放先升高再降低,HC排放升高.     

供油提前角对柴油/甲醇混合燃料燃烧排放性能的影响

添加助溶剂并使用超声波振动形成混合均匀的柴油/甲醇混合燃料,通过柴油机台架试验,分析供油提前角变化对柴油/甲醇混合燃料燃烧排放的影响。试验结果表明:供油提前角提前,柴油/甲醇混合燃料的有效燃油消耗率降低。随着供油提前角减小,混合燃料滞燃期缩短,供油提前角为21°CA时,混合燃料的燃烧持续期最短,增加或减少供油提前角都将延长燃烧持续期。供油提前角变化对柴油/甲醇混合燃料的排放有较大影响,推迟供油,混合燃料的烟度排放和CO排放增加,NOx排放与HC排放降低。     

直喷式柴油机燃用生物柴油的燃烧特性

在一台直喷式增压柴油机上进行了生物柴油、柴油及其掺混油B20、B50的性能试验,通过测量喷油器针阀升程、喷油压力和气缸压力曲线,对放热率、滞燃期等燃烧特性参数进行了分析,以研究生物柴油对发动机燃烧性能的影响。试验结果表明,在相同工况下,随着掺混油中生物柴油比例的增加,喷油始点逐渐提前,喷油延迟角逐渐变大,喷油压力和喷油持续期有所增加;滞燃期逐渐缩短,在大负荷尤为明显;预混合放热峰值逐渐降低,而扩散燃烧放热峰值逐渐增大;缸内最高燃烧压力提高,其对应的曲轴转角也逐渐提前。燃用生物柴油后发动机的热效率有所提高,在中等负荷时尤为明显。     

扭矩储备系数对非道路直喷式柴油机排放性能的影响

以一台非道路直喷式柴油机为样机,研究了扭矩储备系数φtq和供油提前角对其排放和经济性能的影响。排放试验参照欧盟非道路柴油机八工况法,测取了该机PM、NOx、HC、CO排放量和油耗等参数。根据该机的工作需求,对φtq为18％和20％时不同供油提前角下的性能进行了研究。结果表明。该机在φtq为18％,供油提前角为12℃A时的排放完全满足欧-II排放标准;φtq为20％时,PM和NOx排放不能同时满足欧-II排放标准。φtq由18％增加到20％后,PM排放量有较大幅度的上升,并且对供油提前角的变化变得敏感,CO有所上升, NOx有所下降,对HC排放影响最小。随着供油提前角的增加,该机PM和CO排放量显著下降,NOx排放上升明显,HC排放变化幅度不大,油耗下降,φtq为18％、供油提前角为12．5℃A时的油耗最低为218．1 g／(kW·h)。     

Effects of Fischer-Tropsch diesel fuel on combustion and emissions of direct injection diesel engine

Effects of Fischer-Tropsch (F-T) diesel fuel on the combustion and emission characteristics of a single-cylinder direct injection diesel engine under different fuel delivery advance angles were investigated. The experimental results show that F-T diesel fuel exhibits shorter ignition delay, lower peak values of premixed burning rate, lower combustion pressure and pressure rise rate, and higher peak value of diffusion burning rate than conventional diesel fuel when the engine remains unmodified. In addition, the unmodified engine with F-T diesel fuel has lower brake specific fuel consumption and higher effective thermal efficiency, and presents lower HC, CO, NO _x and smoke emissions than conventional diesel fuel. When fuel delivery advance angle is retarded by 3 crank angle degrees, the combustion duration is obviously shortened; the peak values of premixed burning rate, the combustion pressure and pressure rise rate are further reduced; and the peak value of diffusion burning rate is further increased for F-T diesel fuel operation. Moreover, the retardation of fuel delivery advance angle results in a further significant reduction in NO _x emissions with no penalty on specific fuel consumption and with much less penalty on HC, CO and smoke emissions. __________ Translated from Chinese Internal Combustion Engine Engineering, 2007, 28(2): 19–23 [译自: 内燃机工程]     

CY6102BZLQ柴油机供油提前角试验研究

结合国产CY61 0 2BZLQ柴油机的应用开发 ,试验研究了喷油系统供油提前角对柴油机性能指标及排放指标的影响。结果表明 :喷油正时对柴油机的有害排放物特别是NOX 的排放影响较大 ,在一定范围内 ,推迟喷油始点可以有效降低排放 ,并且不会导致烟度显著上升、经济性下降、燃烧恶化的现象 ,综合考虑了各个指标后得出 ,CY61 0 2BZLQ柴油机的最佳提前角为 8°曲轴转角。     

液化石油气发动机燃油喷射过程的数值模拟及其试验研究

针对采用普通泵-管-嘴燃油系统的液化石油气(LPG)直喷式发动机,建立了考虑高压油泵柱塞偶件燃油泄漏量影响的燃油系统数学模型,并对燃油喷射过程进行了模拟计算及其计算结果的试验验证,揭示了LPG发动机燃油喷射过程的基本规律与工作特征。研究表明:由于LPG具有较高的饱和蒸汽压和可压缩性,致使其压力上升和下降都比较缓慢,供油持续期加长,油管内燃油残余压力较高,压力波动较大,容易发生二次喷射;通过增大出油阀卸载容积的办法,可以消除LPG的二次喷射等异常喷射现象。     

缸内活化热氛围对柴油机燃烧与排放特性的影响

采用气口喷射正庚烷形成稀薄均匀混合气,利用其低温和高温化学反应释放的热量和生成的活性基团在柴油喷入气缸前形成活化热氛围,研究了活化热氛围强度对直喷柴油燃烧和排放的影响.研究发现:随着正庚烷比例的增加,活化热氛围强度增大,柴油扩散燃烧着火时刻略有提前,最大放热率明显降低,高负荷下的NOx和烟度排放显著降低;活化热氛围强度超过某一临界点后,NOx抑制效果开始减弱并单调升高,而烟度排放开始升高到极大值后再次降低.综合各个负荷下的排放,热氛围强度不适宜过强,在试验条件下20 %～30 %最佳.     

进气温度对直喷式柴油机冷起动初始期燃烧和排放的影响

为了研究进气温度对柴油机起动过程燃烧不稳定性和排放的影响规律,利用柴油机起动过程燃烧、排放测控系统,在一台直喷式单缸柴油机上进行了试验。试验结果表明：进气温度对柴油机冷机起动过程初始期燃烧有较大影响,随进气温度的升高,冷机起动着火滞后期明显减小,扩散燃烧增加。提高进气温度能够明显改善着火条件,降低起动过程供油量,减少失火循环,从而明显改善起动过程中的HC排放。