EGR和掺烧二甲醚对柴油机排放影响的试验研究

在4100QBZL增压中冷柴油机上进行了EGR和掺烧二甲醚对柴油机排放影响的试验研究.结果表明,掺烧质量比为40%(D40)的二甲醚混合燃料,NO_x排放在中低速时略有增加,而高速时明显降低;碳烟排放远小于柴油,最大降幅可达80.5%.加装ERG系统掺烧D40二甲醚混合燃料时,随着EGR率的增加,NO_x排放在不同负荷下均降低;碳烟排放在小负荷时影响较小,而在大负荷时增加较多.当EGR率为9.7%D40混合燃料机与原柴油机相比NO_x和碳烟排放均始终保持在较低的范围内.可见,在4100QBZL柴油机上燃用D40混合燃料并采用EGR技术,可以有效的减少NO_x和碳烟排放.     

过量空气系数和点火正时对M100甲醇发动机性能影响研究

将一台4气门汽油机改装为燃用M100甲醇发动机,测量了甲醇发动机的动力性、经济性参数,研究了M100甲醇发动机性能随过量空气系数、点火提前角的变化规律。结果表明：转速为2 500 r/min、 部分负荷工况时,当过量空气系数一定,随点火提前角的增加,甲醇发动机的转矩增大,当量燃料消耗率下降,NO排放升高80%以上;相同工况时,当点火提前角一定,随过量空气系数的减小,发动机转矩增大,HC、CO排放明显增加。与燃用汽油相比,M100甲醇发动机外特性上的最大转矩增加约5.2%;在城市道路常用转速2 000 r/min,甲醇发动机按负荷特性运行,当量燃料消耗率低于原汽油机。     

天然气掺氢发动机燃气供给系统设计与试验研究

提出了将滑动弧电解制氢装置应用到天然气发动机中,通过电解天然气制氢,轻松实现天然气（CNG）发动机到天然气掺氢（HCNG）发动机的改装。通过自制装置,进行了过量空气系数和点火提前角与燃用不同掺氢比例的HCNG对发动机排放特性影响的试验研究。结果表明,发动机燃用HCNG,其HC和CO的排放都减少,NOx排放量增加,但随着过量空气系数的增加或点火提前角的减少,NOx排放会大大减少,排放性能得到优化。同时进行了体积掺氢比20%的HCNG和纯CNG外特性对比试验研究,结果表明,相比纯CNG,燃用掺氢20%HCNG后,其动力性变化不大,燃料消耗率却相应的减少,经济性得到改善。     

空燃比对准均质充量压缩点燃天然气发动机低负荷排放性能的影响

通过采用进气节流改变空气／天然气过量空气系统фa,实验研究了фa对准均质充量压缩点燃( QHCCI)天然气发动机的低负荷排放性能的影响。研究结果表明：在低负荷工况下,фa太小,将会导致NOx,排放增加,热效率下降;фa过大,将会导致HC、CO排放的增加。通过对фa进行优化控制,大大降低了低负荷工况下HC和CO排放。     

柴油/甲醇不同掺烧方式燃烧过程和排放对比分析

在不改变4B26增压柴油机结构的前提下,对柴油机气道喷射甲醇与柴油/甲醇直接混合燃料进行了燃烧过程、排放性能试验,对两种柴油/甲醇掺烧方式的燃烧过程与排放进行了分析。试验结果表明：与柴油/甲醇直接混合相比,柴油机气道喷射掺烧10%甲醇,气缸压力相差不大,缸内平均温度较低,低负荷时滞燃期较长;气道喷射甲醇大幅度降低排气温度,NOx和碳烟排放降低效果较为显著,HC和CO排放较高。与燃烧柴油相比,两种方式掺烧10%甲醇时,发动机的动力性变化不大,缸内平均温度都有所降低,滞燃期有所延长;NOx和碳烟排放降低,HC和CO排放有所增加。     

发动机燃用模拟煤层气的试验

在改装的单缸柴油机上进行了燃用不同配比煤层气的试验．发动机采用进气道电控喷射阀,喷射几种不同配比的煤层气燃料：80％CNG和20％N2,70％CNG和30％N2,60％CNG和40％N2的煤层气分别掺烧10％和20％的氢气．试验表明,与燃用纯CNG燃料相比,发动机燃用煤层气的有效燃料消耗率增加,并且随着燃料中氮气浓度的增加有效燃料消耗率逐渐增大;缸内最高爆发压力降低,并且随着氮气浓度的增加逐渐降低;HC和CO的排放增加,NOX排放和排气温度降低．发动机燃用煤层气掺烧20％氢气燃料的HC和NOX排放量低于掺烧10％氢气燃料,小负荷时CO排放量和排气温度也降低,中高负荷时增加．结果表明,改制后的发动机能燃用多种配比的煤层气,且工作稳定、起动性能好,能够适应变组分低甲烷浓度煤层气的燃烧．     

掺氢对Cummins ISM370柴油机CO、CO2、HC排放特性的影响

为降低柴油机的排放,近年来,研究加入氢气对重型柴油机排放所产生的影响逐步引起了研究者的关注。在Cummins ISM370柴油机中添加不同比例氢气(最高氢气占进气管氢气空气容积比达7%)与柴油组成混合燃料,进行CO、CO2、HC等排放特性研究。研究结果表明:在各种负荷下,氢气和柴油的混合燃料有助于降低CO、CO2比排放,但总体对THC影响不大;随掺氢量增加,CO、CO2和THC的各自比排放随着负荷的变化规律不尽相同;应该根据负荷选择恰当的加氢比例,最大限度发挥加氢对减少排放的积极作用。     

进气门晚关米勒循环对高强化柴油机燃烧和换气影响的研究

为了探索米勒循环技术对于燃烧和换气过程的影响,在1台高强化单缸柴油机上应用进气门晚关米勒循环进行了试验和仿真研究。进气门关闭时刻分别为上止点后-110°CA（原机）、-86°CA和-70°CA. 发动机试验在转速3 600 r/min、指示升功率77 kW/L、过量空气系数1.6的高强化运行工况下展开。通过对试验平台建立一维热力学计算模型进一步分析了米勒进气相位对换气过程参数的影响。研究结果表明：随着进气门关闭时刻的推迟,由于有效压缩比的降低,缸内压缩终了工质温度和压力均显著下降,在相同功率条件下最大燃烧压力和温度、最大压力升高率、排气温度均显著下降,有助于降低高强化柴油机缸内的热力负荷;随着进气门关闭时刻的推迟,压缩过程中的米勒损失和进气回流率增加,充量系数、泵气损失均下降;进气门晚关的米勒循环还明显降低了NO_x排放,改善了燃油消耗率。     

柴油-甲醇-水复合燃料在柴油机上的应用研究

在YC6A220C柴油机上分别试验柴油-甲醇-水试验液、柴油-甲醇试验液和纯柴油,比较这3种试验液的能量利用和污染物排放,总结柴油掺烧甲醇和甲醇-水的节能环保机理.试验结果表明:柴油掺烧甲醇和甲醇-水的节油率均达到6%-14%,碳烟排放减少.柴油掺烧甲醇-水能减少NO排放,而掺烧甲醇会导致NO排放量增加,两者的HC和CO排量都略有增加.     

YC6A220C柴油机进气预混甲醇气助燃的排放特性研究

针对柴油机排放工况特性,在不改变YC6A220C柴油机结构和参数的基础上,从排气管道引出高温尾气裂解甲醇气并通入柴油机进气管混合燃烧.通过对比柴油机在各工况下掺烧甲醇裂解气运行与纯柴油(0号柴油)运行实验,研究了共轨燃烧甲醇裂解气时YC6A220C柴油机的排放特性.研究结果表明,预混裂解气的发动机与原机相比,NOX与碳烟排放大幅度改善,HC排放也有明显降低,CO排放略有上升.在高负荷时,NOX排放可降低32.4%,碳烟排放可降低41.6%.     

碳酸ニ甲酯与柴油混合燃料的互溶性及最佳混合比研究

碳酸二甲酯(DMC)具有含氧量高、沸点低等特点，适合作为柴油机的燃料添加剂。对DMC和柴油的互溶性以及不同DMC添加比例下，对柴油机的动力性、经济性、排放特性进行了研究。实验结果表明：在发动机燃油和燃烧系统不作变动的条件下，在添加比20%范围内随着DMC在柴油中添加比例的增加，排气烟度逐步下降，热效率提高；当添加比例在10% - 20%时，烟度降低40%～50%，热效率增加了1% - 3%，发动机功率降低4%～8%，NOx、HC、CO和C02的排放变化很小。通过研究得出：DMC和柴油的最佳比例为15%；柴油和DMC的添加比在0%～15%范围内二者有很好的互溶性；上述研究对柴油机合理应用含氧燃料有指导意义。     

高原环境下柴油机燃用聚醚型含氧燃料热平衡试验研究

以某型军用车辆柴油机为研究对象,进行了海拔4 500 m条件下的热平衡试验。在控制功率相同条件下,比较和分析了该型柴油机燃用-35号车用柴油和聚甲氧基二丁基醚型含氧燃料时的热量分配。结果表明：高原环境下柴油机燃用该型含氧燃料时,滞燃期缩短、压升率降低、冷却水和排气带走的热量降低、热效率提高,有效缓解了高原环境下柴油机后燃严重和热负荷加剧的问题,是一种适用于高原环境下聚醚型含氧燃料。     

柴油机使用过氧空气燃烧时的性能计算与分析

本文讨论了使用过氧空气燃烧时的柴油机性能的计算分析方法,以12150L柴油机为例应用了这种方法,并在功率、比油耗、热负荷、排气温度等方面与使用标准空气时的柴油机性能进行了比较.     

甲醇柴油混合燃料缸内燃烧仿真分析与试验验证

为探索战时车辆代用燃料,通过建立柴油机的燃烧模型,计算分析不同比值甲醇柴油混合燃料的缸内燃烧压力、温度、放热规律,并通过单缸机试验,探索出甲醇柴油混合燃料对柴油机动力性、经济性、机械负荷、热负荷的作用规律及掺混比值。     

ZS1100M柴油机双ω型燃烧系统的试验研究

为了改善柴油机喷雾空间分布,提高缸内空气利用率,加强燃烧室内的气流运动,提出了带双ω燃烧室的燃烧系统,并在ZS1100M型柴油机上进行了初步性能试验。研究结果表明：双ω燃烧室的几何形状对柴油机燃烧系统的油耗与排放性能有较大的影响。在额定工况下,57型燃烧室方案的油耗与碳烟排放最低;65型燃烧室方案的NO_x排放与原机相比基本不变,油耗却降低了2.2%,碳烟排放降低了8.3%. 在额定转速下,65型燃烧室的油嘴突出高度在2.6 mm时油耗与碳烟排放性能最优。在转速1 500 r/min下,采用双排喷孔的各方案在中小负荷时油耗均比采用单排喷孔的原机方案要低;适当增加上排喷孔数,减小双ω燃烧室的喉口直径能进一步降低油耗。     

柴油引燃天然气双燃料燃烧稳定性研究

本文对天然气和柴油双燃料发动机的复合燃烧规律进行了研究,主要阐述负荷、转速、替代率、柴油供油特性、引燃油量、进气混合气浓度和供油提前角等因素对燃烧循环变动、燃烧恶化和爆震燃烧等的影响及其特征。     

某柴油机高原使用供油系统调整研究

针对高原条件下柴油机使用暴露出的气缸盖燃烧室烧蚀等可靠性问题,分别进行了不同喷油泵最大供油量和不同喷油器喷嘴结构参数下,柴油机整机性能高原模拟计算与试验研究,得出了高原环境下通过调节供油系统控制柴油机热负荷的方法。通过性能优化模拟计算与试验研究,提出了适当减小喷油泵最大供油量及采用增大喷孔数、减小孔径和减小喷雾锥角的喷油器的供油系统技术状态高原调整方案,降低了柴油机热负荷,提高了柴油机高原条件下的可靠性。采取所确定的供油系统调整方案后,海拔高度4 500 m时,柴油机功率降低27％,其他控制参数均在限制范围内,可满足车辆在高原地区的使用要求。     

基于局部线性模型树模型的柴油机进气系统漏气和堵塞故障诊断

柴油机进气系统漏气和堵塞等性能退化型故障将会导致排放恶化和经济性下降。针对进气系统具有较强的非线性,难以建立精确的数学模型问题,提出基于局部线性模型树（LOLIMOT）模型的故障诊断方法,为在线故障诊断提供一种思路。提取进气压力波的一次谐波信号幅值与相位、充量系数为故障特征,采用 LOLIMOT方法对充量系数、进气压力波动幅值与相位信号建立基于发动机转速和进气密度的参考模型;采用奇偶方程生成3个残差信号,计算各个残差信号的阈值;分析残差信号和故障类型的映射关系。结果表明：所建进气压力波动幅值LOLIMOT模型、进气压力波动相位LOLIMOT模型、充量系数模型验证数据与模型仿真数据具有较高线性相关度;采用充量系数、进气压力波幅值与相位为故障特征值建立的LOLIMOT模型生成残差信号的故障诊断方法,可诊断进气系统漏气故障和中冷器堵塞故障。     

考虑喷油过程时的柴油机工作过程的变工况计算

喷油过程是影响柴油机燃烧品质的一个重要方面,常用的柴油机性能预测方法没有包括喷油过程的计算,因而使性能预测变得不完全、尤其在对喷油量和喷油规律做出假设时更使计算带有经验性和随意性。本文的主要内容是讨论考虑喷油过程时的柴油机性能预测方法,并以12V150L柴油机为例进行变工况计算并给出相应结果。     

电控天然气/柴油双燃料发动机的研究

本文介绍了作者开发的双燃料发动机电子控制喷射系统的构成和工作原理 ,及该系统的发动机台架试验 .结果表明 ,电控双燃料发动机有较高的经济性和良好的动力性 ,发动机的排放性能也得到部分改善