柴油机起动工况喷油策略

采用了模糊比例积分微分(PID)怠速稳定控制方法中的恒定油量进怠速、平滑降油进怠速、阶梯降油进怠速3种喷油量控制策略研究柴油机起动时的排放,结果显示:采用恒定油量进怠速、平滑降油进怠速这2种油量控制策略时,起动过渡阶段有许多不完全燃烧循环,导致起动阶段排放很高;采用阶梯降油进怠速控制策略时首循环没有失火现象,起动过渡阶段燃烧状况较好,排放性能较为优越。     

柴油机瞬态工况烟度排放特性及分析

为了研究车用柴油机瞬态工况中,燃烧边界条件对燃烧过程的影响,在试验台上针对增压中冷柴油机在恒转速增转矩瞬态工况下的烟度排放特性进行了试验,并用商业计算软件STAR-CD对此瞬态工况下柴油机的燃烧过程进行了数值模拟分析。针对增压柴油机低转速大负荷排烟较差的特点,试验中发动机转速定为1000r／min,以3种不同的转矩变化率来考察柴油机瞬态工况下的排烟特性。结果表明,柴油机瞬态工况下和稳态工况下的燃烧边界条件有很大的差别,这种差别导致了柴油机瞬态工况下的烟度排放值要明显高于其相应的稳态工况。计算结果表明,随着转矩变化率的升高,最大初始放热率升高及燃烧持续期延长,这些差异同样导致排气烟度值增加。     

重型增压柴油机瞬变工况的燃烧阶段特性研究

利用瞬态控制和测试系统,开展了共轨增压重型柴油机不同转矩变化率下的恒转速增转矩试验研究,分析了柴油机瞬变过程中的缸压峰值、缸内温度峰值和柴油机燃烧过程四个阶段的变化规律。研究结果表明:恒转速增转矩过程中,缸压峰值和缸内燃烧温度峰值增大;而燃烧过程中,滞燃期略有缩短,速燃期和后燃期有所延长;过渡时间越短暂、转矩增加率越大则相关参数变化越迅速。通过相关性分析得到滞燃期和速燃期与缸压峰值和缸内温度峰值的相关性较强,且随着瞬变过渡时间的延长,其相关程度不断增强。     

重型国六发动机细颗粒物数量排放特性

选取了满足目前国六排放标准的重型柴油机和天然气发动机,在发动机台架上运行冷热态世界统一瞬态循环（world harmonized transient cycle, WHTC）,同时测量直径10 nm以上颗粒物数量（particle numbers with diameter above 10 nm, PN10）和直径23 nm以上颗粒物数量（particle numbers with diameter above 23 nm, PN23）。结果表明：该柴油机的PN10比排放比PN23高35.3%~105.4%;而天然气发动机PN10比排放较PN23高84.8%~1 400.0%,PN10和PN23的瞬态排放变化规律基本一致。天然气发动机冷起动时排气温度较低,且混合气加浓导致PN排放非常严重。尤其是对于高热值天然气,冷态WHTC下10 nm~23 nm的PN排放占总PN排放的93.3%,天然气发动机细颗粒物数量排放亟待进行管控。     

车用直喷柴油机变工况下的微粒排放特性

采用自行设计的柴油机微粒袋式取样系统，对６１１０型柴油变工况下微粒排放做了研究。在恒转速减扭矩的变工况过程中，随着扭矩变化率的增大微粒排放量逐渐减小。     

重型柴油机排放控制发展趋势

本文分析了重型柴油机排放控制的发展趋势;介绍了降低排放所采取的主要措施,包括增压中冷、低扰动燃烧、电子控制燃油喷射、排气再循环以及尾气后处理。     

柴油机颗粒排放的测量

在欧洲和许多国家或地区,部分流稀释采样系统已经取代庞大而昂贵的全流系统CVS作为颗粒排放的专用测试设备。本文结合上海柴油机股份有限公司引进的AVLSPC472颗粒采样装置,系统阐述了柴油机颗粒排放的测试方法,并比较了各种测试方法的优缺点及其技术上的要求。可以看到,分流稀释采样系统如在设计上能满足法规的要求,其测量结果与CVS的有着很好的相关性。而由于它在价格和体积等方面的优势,分流稀释采样系统已成为未来颗粒测试系统的发展方向．     

车用直喷柴油机递增负荷工况下的微粒排放特性

采用自行设计的柴油机微粒袋式取样系统对车用柴油机恒转速、增转矩工况下的微粒排放进行了研究。试验结果表明:在恒转速增转矩瞬态工况下,随着转矩增加率的增大,微粒及其不可溶成分和可溶性有机成分排放量均增加;高转速时转矩增加率对微粒排放的影响稍大。不可溶成分的增加是微粒排放量增大的主要原因,但转速较低时可溶性有机成分的增加也不容忽视。冷却介质温度较低时微粒排放量增大。     

重型柴油机SCR排放试验分析

为了满足国Ⅴ标准,采用了DOC+SCR系统对柴油机排放进行有效控制。采用一套气助式系统,在ESC/ETC/WHTC三种循环方式下进行了多重试验验证,得到了相应试验工况的排放数据,较原机排放有了很大提升,证明了该系统在重型柴油机减少排放方面的实用价值。     

二级增压重型柴油机排放和燃烧特性的试验研究

在一台电控高压共轨柴油机上进行二级增压优化匹配,并以单级增压作为对比基准,分析了不同工况下二级增压柴油机的性能、排放与燃烧特性,研究了进气温度对其的影响。试验结果表明:相对单级增压,柴油机二级增压后低速外特性扭矩达到1 170N.m,烟度与燃油经济性改善幅度分别为99.3%和13.4%;二级增压能够提高EGR的引入能力,减小进气节流损失,并可显著改善中低转速、高负荷时NOx与烟度和燃油消耗率之间的平衡关系;在压气机特性图中二级增压柴油机的运行线远离喘振边界线;在各个工况下,进气温度升高使NOx比排放快速增加,导致柴油机NOx与烟度之间的平衡关系变差。     

采用EGR的重型柴油机低速高负荷性能与排放特性

以低速高负荷为研究工况,重点研究增压系统、进气温度、废气再循环(EGR)方式和喷油控制策略对采用EGR技术的重型共轨柴油机性能与排放特性的影响.研究表明:合理减小单级增压器的涡轮有效流通面积与压气机流量范围或采用两级增压系统都能有效提升EGR循环能力,同时改善NOx-燃油消耗率(BSFC)和NOx-碳烟(soot)的trade-off关系;随进气温度升高,EGR率的提升和NOx的降低逐渐受到涡前温度过高限制,但降低进气温度能同时显著改善NOx-soot和NOx-BSFC的trade-off关系;相比高压EGR,采用低压EGR能有效增强废气循环能力与增压系统做功能力,显著改善NOx-soot和NOxBSFC的trade-off关系并将NOx降至更低水平;降低喷油压力与推迟喷油定时相结合能在实现等NOx时降低soot.经主-后喷间隔角度和后喷油量优化,采用主喷加后喷射的多次喷射策略能进一步降低soot.     

柴油机起动电机低温起动特性优化匹配

基于柴油机低温起动条件,通过对影响起动电机低温起动的主要特性(起动功率、起动转矩和转速)进行优化分析,实现了起动电机和柴油机合理匹配;利用径向基神经网络(RBFNN)和遗传算法(GA)融合理论,预测出满足低温起动的起动电机合理的结构参数;在环境温度-25℃下,进行了柴油机低温起动试验,对电动机的起动电压、起动电流、起动转矩及起动转速等性能参数进行了测试.结果表明:进行柴油机低温起动时,优化后的起动电机最大起动功率为2.58KW,比原机增加了18.3%;平均拖动转矩为105 N·m,比原机增加了7.1%;拖动柴油机的平均转速为225 r/min,比原机提高了16%;保证了低温工况柴油机快速、可靠地起动.     

柴油机加速工况时NOx排放模拟计算

在油滴蒸发准维燃烧模型基础上,结合生成NOx的详细化学动力学机理,建立了直喷式柴油机的NOx生成模型,与实测结果对比有较好的吻合性。利用此模型对柴油机加速过程NOx排放进行了模拟计算,计算结果表明：柴油机加速工况时的NOx浓度值变化较大,有的比标定工况时还大。     

改善柴油机起动特性的方法

本文讲述的主要内容是,利用空气进入气缸时的动能,将这个能量转换而提高压缩终点的温度,用这个方法来改善发动机的起动性。这种方法已由国外的某公司所采用,它的柴油机的特点是起动性能好。在这个公司的柴油机上,装有在起动时可沿轴向移动凸轮轴的装置,以此改变进气门开、闭的相位,使进气门打开时间延迟,当活塞由上死点下移吸气时,进气门仍未打开,在气缸     

国-Ⅲ柴油机生物柴油颗粒排放特性研究

以柴油机颗粒物粒径分布特性为研究重点,在国-Ⅲ高压共轨柴油机上针对不同混合比的生物柴油与柴油混合燃料的颗粒物排放特性进行了研究.试验结果表明,共轨柴油机的颗粒物数量排放一般为双态分布(核态和聚集态),基本以50 nm为分界线.随着负荷的增加,颗粒粒径分布由单态分布转化为双态分布.这是由于排气中的SO2被催化器氧化为SO3后,进一步形成了微小的硫酸颗粒.在2 000 r/min的高低负荷,生物柴油混合燃料的颗粒粒径分布存在明显的不同.试验结果表明,燃料硫含量对柴油机核态颗粒的形成具有直接的影响.而生物柴油混合燃料内部舍氧,可明显降低聚集态颗粒排放数量.聚集态计算颗粒质量可有效反映舍氧燃料对碳烟的氧化作用,也间接表明了柴油机聚集态颗粒以碳烟为主.     

非道路车用柴油机排放颗粒粒径分布特性研究

通过非道路车用柴油机台架试验,利用静电低压撞击器(ELPI)对其排气颗粒粒径分析后发现:非道路车用柴油机排气颗粒物主要集中在粒径为0.05～1μm的累积模式;高负荷、中高转速下颗粒浓度最大,低负荷低转速时粒径尺寸最小;一定转速下,较低负荷时颗粒浓度及粒径都比较小,随着负荷的增加粒径增大.对于非道路车用柴油机,控制微小颗粒生成是控制颗粒物排放的主要研究方向.     

共轨柴油机燃用乳化柴油的颗粒排放特性

以一台电控高压共轨柴油机为试验样机,采用发动机排气颗粒数量和粒径分析仪EEPS,研究了该机分别燃用柴油和乳化柴油在不同转速和负荷下的排气颗粒数量和粒径分布特征。研究结果表明:燃用柴油的排气颗粒数量和粒径分布呈明显的单峰对数分布,燃用乳化柴油的排气颗粒数量和粒径分布呈单峰或双峰对数分布。与燃用柴油相比,燃用乳化柴油后的排气颗粒数量峰值对应的颗粒粒径向小粒径方向移动,几何平均粒径变小,质量浓度平均降低约20%。     

柴油燃料特性对重型柴油机燃烧和排放影响的试验

在一台电控高压共轨重型柴油机上,选择5种不同十六烷值(CN)柴油(CN为29、40、44、53和62)进行欧洲稳态测试循环(ESC)测试.结果表明:在25%,负荷下,燃烧放热始点随十六烷值降低而推迟,最大爆发压力和最大压升率明显增大;负荷增大后,十六烷值对放热始点影响变小,在75%,和100%,负荷下,只有CN为29的燃料放热时刻推迟,其余4种燃料缸内压力和放热规律受十六烷值影响很小.随十六烷值降低,有效燃油消耗率增大,但不同燃料有效热效率差异很小,因而低十六烷值燃料较高的燃油消耗是由其较低的热值造成的.随十六烷值降低,NO_x、soot、HC和CO排放增大,在小负荷工况,十六烷值变化对排放影响更显著.ESC十三工况加权结果表明,CN从62减到29,有效燃油消耗率增加5.6%,,NO_x排放增加23%,,soot排放增加300%,,HC和CO排放增加50%,.     

车用柴油机尾气颗粒排放控制

本文通过分析车用柴油机的尾气PM排放特点,重点介绍和分析了适应现代柴油机PM排放的措施及目前柴油机尾气PM排放控制的关键技术和方法。     

重型柴油机部分预混压燃模式的燃烧与排放特性

在一台6缸涡轮增压重型柴油机上,基于单次喷射方式,通过调节喷油正时,结合EGR技术,实现了柴油机的部分预混压燃,分析了其燃烧放热特性随喷油正时、EGR、喷射压力和负荷的变化,研究了影响控制混合期与滞燃期的因素及其影响规律.结果表明:部分预混压燃(PPCI)燃烧模式兼具预混燃烧和低温燃烧的特征,是碳烟和NOx同时降低的重要因素,但低温燃烧和稀薄的混合气易于导致燃烧不完全,喷油推迟较晚时引起HC和CO排放显著增加,并引起燃油消耗率增大.这种PPCI模式下,提高喷射压力对NOx和碳烟排放的影响作用不明显,单纯增大喷油压力并不能改善PPCI模式的燃油经济性.当负荷提高至50%以上时,对于早喷预混模式已呈现扩散燃烧阶段,导致NOx和碳烟排放均增大.