大功率天然气发动机性能开发

针对大功率天然气发动机动力性、经济性、排放性能等开发目标,对发动机增压系统、点火系统、控制系统等进行匹配优化,并对整机进行了台架性能测试,确定了增压器、点火提前角、充气效率、过量空气系数等发动机基本参数。     

满足国-IV排放的电控稀燃天然气发动机燃烧系统开发

针对电控单点喷射稀燃天然气发动机燃烧系统进行了开发研究.在原柴油机上加装了电控系统、天然气供气系统和点火系统,并对燃烧室结构和凸轮轴参数进行了优化设计,以适应稀燃天然气发动机的要求.研究了燃烧室形状、压缩比和凸轮轴型线、配气相位对天然气发动机性能和排放的影响,确定了最终的匹配方案.结果表明:采用优化设计的无气门重叠角凸轮轴和压缩比为11的直口碗形燃烧室,所开发的天然气发动机具有良好的动力性、经济性,安装氧化型后处理器的排放结果达到国-IV排放法规要求.     

天然气替代柴油率对双燃料发动机排放的影响

天然气／柴油双燃料发动机的排放能受各种因素影响和制约,在引燃油的供油提前角变化对发动机排放性能影响的基础上,进行天然气替代柴油率对双燃料发动机排放性能的影响试验研究,结果表明,在相同条件下和适当的天然气对柴油替代率范围内,随天然气替代柴油率的变化,发动机排放物中ＴＨＣ最大相差为４５％;ＣＤ相差为４０％;ＮＯｘ相差６７％,根据发动机的排放性能和发动机的动力性,经济性及机械性能综合考虑得出了在试验机型     

车用稀燃天然气(CNG)发动机的开发研究

采用稀薄燃烧方式，是降低发动机排放和改善经济性的有效手段。在以柴油机为原型机开发的单燃料天然气发动机中，对进气系统和燃烧系统等进行了优化设计，采用了增压中冷、多点顺序喷射、高能直接点火以及综合电控技术，使之达到空燃比的精确控制和高能点火，以实现天然气的稀薄燃烧。同时对研制的样机在稀薄燃烧状态下的性能进行了试验研究，获得了良好的经济性和排放性能。     

双燃料发动机(天然气/柴油)性能与排放的研究

以4102型柴油机为基础机，开发天然气／柴油双燃料发动机，试验研究引燃油量、喷油提前角对发动机排放和经济性影响，以及双燃料发动机与原柴油机性能和排放的比较。     

2190T天然气发动机进气和燃烧系统的改进研究

介绍了通过改进进气系统和燃烧系统,提高２１９０Ｔ天然气发动机性能的研究结果。为了解决２１９０Ｔ天然气发动机两缸工作不均匀的问题,研究成功了稳压进气管,从而有效地消除了两缸空燃比和排气温度差异过大的缺陷。为提高整机性能,解决２１９０Ｔ天然气发动机燃烧速度低,后燃严重和排气温度过高等问题,研究成功了新型两级点火燃烧系统,大大提高了燃烧速度,从而显著地改善了发动机的动力性、燃料经济性和排放指标。新型两级     

天然气发动机的研究现状

天然气能降低发动机的有害物排放,是一种比较理想的发动机代用燃料。稀燃天然气发动机具有较高的热效率和较低的NOx排放。均质充量压缩着火(HCCI)燃烧也是提高稀燃天然气发动机热效率的方法之一,并有很低的NOx排放。本文综述了稀燃天然气发动机和HCCI天然气发动机的研究进展,尤其是燃烧室形状、点火系统、充量分层、加氢等对天然气发动机性能的影响及天然气HCCI发动机的燃烧与排放特点。     

不同掺氢比的HCNG燃料对天然气发动机怠速性能影响研究

为了研究在天然气中掺入不同体积比氢气对发动机怠速性能的影响,针对一台6缸天然气发动机开展了不同体积掺氢比的氢气/天然气混合燃料(HCNG)的怠速性能试验研究.试验证实掺氢后热效率提高,要达到相同的怠速转速可减少怠速旁通阀开度;在怠速情况下,掺氢使CH4、CO、NMHC排放下降,Nox排放上升,可通过点火提前角推迟来有效降低怠速Nox排放;在天然气中掺入适量氢气后有利于改善发动机怠速燃烧,从而增加怠速稳定性.在怠速条件下,掺氢后CO、CH4排放随转速升高先减小后增加;怠速转速升高,怠速稳定性变好.在天然气中掺入适量氢气后,发动机热效率提高,经济性改善.     

柴油/天然气电控双燃料技术研究

针对双燃料发动机的特点介绍了电控双燃料系统的原理;并对所研究的双燃料发动机的失效模式及效应进行了分析。性能试验表明:在不对原柴油机喷油角度、压缩比等参数进行任何改动,只增加燃气供应系统和电控双燃料系统的情况下,在75%负荷下天然气的替代率达到83%,经济性好;同时,排放较纯柴油有较大的改善;发动机的排温、最高燃烧压力及调速性能与柴油机的相近。     

天然气成分对发动机性能及排放影响的试验研究

在同一台发动机上通过燃用属于同类别的两地天然气的对比试验,研究了天然气（CNG）成分对发动机性能及排放的影响。试验结果表明：天然气成分的差异导致发动机的空燃比发生变化,是造成发动机性能与排放产生较大变化的主要原因,而控制发动机空燃比在较小范围变化,可以减少天然气成分对发动机性能及排放的影响。     

甲醇裂解气发动机排放性能试验

以一台点火式电控发动机为研究对象,甲醇裂解装置安装在发动机排气管上回收废气余热,进行了甲醇裂解气在点燃式发动机上应用燃烧的排放性能试验研究.研究表明:通过甲醇裂解气在发动机上的稀燃,其动力性较之原机稍微有所下降,下降幅度仅为5%;甲醇裂解气发动机利用回收废气余热以及稀燃条件减少泵吸损失的优势,对比与原汽油机经济性有较大的提高.同时,稀燃可使NOx排放较原汽油机降低90%;与汽油机CO对比,降低了50%左右,而HC排放接近汽油;此外,甲醇裂解气发动机尾气中的非常规排放物甲醛的体积分数低于汽油机,经过尾气处理后,甲醛排放接近零排放,原机三效催化转化器对甲醛的消除有很好的效果.     

汽油/液化石油气(LPG)两用燃料发动机性能的试验研究及分析

以桑塔纳2000AJR发动机为研究对象,在原有的汽油机基础上,增加了一套双燃料燃气喷射系统后,改为汽油／液化石油气两用燃料发动机。在几个工况下,对汽油与液化石油气的动力性能、经济性能以及排放性能进行对比,结果表明：在原有汽油机结构参数不变的情况下,燃用液化石油气时动力性能较原有汽油机有所下降,但是经济性能、排放性能有所提高。     

点燃式发动机掺烧甲醇裂解气的研究

摘要甲醇裂解气(D.M)是甲醇在一定温度下发生裂解反应的产物(2H_2+CO),而发动机排气余热提供甲醇蒸发和裂解所需热量.当发动机使用汽油和富氢的甲醇裂解气时,能在较稀混合气下运行;为了获得更稀的混合气,对发动机进行了补气实验.结果表明,燃用混合燃料时热效率有较大的改善,燃烧稳定性加强.通过对示功图和放热规律的分析,明确了发动机经济性提高的原因.     

488天然气发动机的模拟计算

拟将一台CA4G22汽油机改为天然气专用发动机，为此对不同的技术方案进行了模拟计算。计算结果表明，采用增压中冷稀燃方案与理论空燃比方案相比，可以取得很好的动力性与经济性。     

A highly efficient six-stroke internal combustion engine cycle with water injection for in-cylinder exhaust heat recovery

A concept adding two strokes to the Otto or Diesel engine cycle to increase fuel efficiency is presented here. It can be thought of as a four-stroke Otto or Diesel cycle followed by a two-stroke heat recovery steam cycle. A partial exhaust event coupled with water injection adds an additional power stroke. Waste heat from two sources is effectively converted into usable work: engine coolant and exhaust gas. An ideal thermodynamics model of the exhaust gas compression, water injection and expansion was used to investigate this modification. By changing the exhaust valve closing timing during the exhaust stroke, the optimum amount of exhaust can be recompressed, maximizing the net mean effective pressure of the steam expansion stroke (MEP_steam). The valve closing timing for maximum MEP_steam is limited by either 1 bar or the dew point temperature of the expansion gas/moisture mixture when the exhaust valve opens. The range of MEP_steam calculated for the geometry of a conventional gasoline engine and is from 0.75 to 2.5 bars. Typical combustion mean effective pressures (MEP_combustion) of naturally aspirated gasoline engines are up to 10 bar, thus this concept has the potential to significantly increase the engine efficiency and fuel economy.     

汽油机排气污染物控制方法

对国内目前汽油机所采用的排气控制方法作了较为系统的阐述,主要将尾气控制方法分为机内净化及机外净化,从多方面、多角度解析了汽油机的尾气控制方法,并对未来的发展趋势进行展望。     

船舶废气洗涤脱硫技术现状及发展趋势

针对船舶排放控制日趋严格,介绍了国内外船舶动力装置废气洗涤脱硫技术的研究现状,并分析了其发展趋势、经济性和应用前景。研究表明,船舶废气洗涤技术是应对2015年IMO燃油含硫量限制的有效方法。洗涤系统虽然初投资较大,但成本可在1~4年内收回,具有广阔的市场前景。     

天然气电控发动机的匹配研究

提出了正交试验法与神经网络相结合建立发动机性能与运转参数间的动力性模型、经济性模型及排放模型的方法,并以这些模型为基础建立目标函数和约束条件,采用遗传算法进行运转参数实时优化。在913CNG天然气电控发动机上进行的动力性能和排放性能匹配试验结果表明其动力性能达到了设计指标,排放性能满足国家标准要求,采用的方法切实可行。     

Improving gasoline direct injection (GDI) engine efficiency and emissions with hydrogen from exhaust gas fuel reforming

Exhaust gas fuel reforming has been identified as a thermochemical energy recovery technology with potential to improve gasoline engine efficiency, and thereby reduce CO₂ in addition to other gaseous and particulate matter (PM) emissions. The principle relies on achieving energy recovery from the hot exhaust stream by endothermic catalytic reforming of gasoline and a fraction of the engine exhaust gas. The hydrogen-rich reformate has higher enthalpy than the gasoline fed to the reformer and is recirculated to the intake manifold, i.e. reformed exhaust gas recirculation (REGR).     

Comparative engine performance and emission analysis of CNG and gasoline in a retrofitted car engine

A comparative analysis is being performed of the engine performance and exhaust emission on a gasoline and compressed natural gas (CNG) fueled retrofitted spark ignition car engine. A new 1.6 L, 4-cylinder petrol engine was converted to the computer incorporated bi-fuel system which operated with either gasoline or CNG using an electronically controlled solenoid actuated valve mechanism. The engine brake power, brake specific fuel consumption, brake thermal efficiency, exhaust gas temperature and exhaust emissions (unburnt hydrocarbon, carbon mono-oxide, oxygen and carbon dioxides) were measured over a range of speed variations at 50% and 80% throttle positions through a computer based data acquisition and control system. Comparative analysis of the experimental results showed 19.25% and 10.86% reduction in brake power and 15.96% and 14.68% reduction in brake specific fuel consumption (BSFC) at 50% and 80% throttle positions respectively while the engine was fueled with CNG compared to that with the gasoline. Whereas, the retrofitted engine produced 1.6% higher brake thermal efficiency and 24.21% higher exhaust gas temperature at 80% throttle had produced an average of 40.84% higher NO_x emission over the speed range of 1500–5500 rpm at 80% throttle. Other emission contents (unburnt HC, CO, O₂ and CO₂) were significantly lower than those of the gasoline emissions.