二甲醚发动机非常规污染物排放特性研究

用气相色谱法和傅里叶变换红外光谱法测量了燃用二甲醚(DME)的ZS195柴油机排气中的非常规污染物甲醛和甲酸甲酯的排放量,探讨了发动机结构与运转参数对非常规污染物排放的影响.测试结果表明,在非常规排放物中,甲醛是其中的主要成分,在较高转速和负荷工况,甲醛排放量随转速和负荷的变化趋势与未燃HC基本相同.在转速一定的条件下,甲醛和甲酸甲酯排放量均随喷油压力升高而减少;甲醛排放量随喷油提前角和喷孔直径的增大而下降,而甲酸甲酯排放量则随喷油提前角和喷孔直径的增大而上升.     

车用增压二甲醚发动机燃烧和排放特性的试验研究

在一台D6114ZLQB柴油机上进行了燃用二甲醚（DME）的燃烧和排放特性的试验研究。研究结果表明：二甲醚发动机的外特性转矩特别是低速转矩比柴油机高;二甲醚喷油延迟角比柴油大,最高爆发压力、最大压力升高率、燃烧噪声比柴油低;二甲醚扩散燃烧速率比柴油快,燃烧持续期比柴油短。和柴油机相比,二甲醚发动机的NO,排放显著下降,其欧洲稳态测试循环（ESC的NOx排放比原柴油机降低41．6％;二甲醚发动机在全工况范围内碳烟排放为零。     

二甲醚均质充量压燃发动机排放特性的试验研究

试验研究了压缩比为10．7的二甲醚均质充量压缩点燃燃烧发动机的排放特性。试验结果表明，采用DME HCCI燃烧方式可以有效控制发动机的氮氧化合物排放，使其接近于零，实现无烟燃烧。在一定的负荷范围内，发动机的碳氢和一氧化碳排放与柴油机相当；低负荷时混合气过稀，则碳氢和一氧化碳排放偏高，而高负荷混合气过浓时，又有可能导致敲缸。发动机稳定运转的条件是一定的空燃比必须对应一定的发动机转速和负荷。     

二甲醚HCCI发动机污染物排放的气相色谱试验研究

在对配有氢火焰离子化检测器的气相色谱仪的分离柱温、载气流速、气化室温度和检测器温度等工作条件进行优化的基础上,采用外标法,经色谱工作站绘制出甲醛和甲酸甲酯的工作标准曲线,继而对二甲醚均质压燃发动机的常规排放物、甲醛和甲酸甲酯排放进行了检测。试验结果表明,二甲醚均质压燃发动机可在较窄的工况范围内运转,其燃烧温度较低,排气温度仅在120～220℃的较低范围内变化,NOx和碳烟可达到零排放水平,随着负荷的增加,CO2排放增加,CO和HC的排放减少;甲醛和甲酸甲酯作为不完全燃烧产物存在于排气中,二者的排放量随着负荷或转速的增加而减少。     

二甲醚发动机动力及排放性能研究

在一台车用单缸直喷柴油机上进行了燃用二甲醚的试验研究,结果表明:二甲醚发动机的动力性及排放性能优于柴油机.基于二甲醚燃烧数值仿真计算平台,建立氮氧化物模型.利用建立的平台计算二甲醚发动机在不同负荷下的动力及排放性能.得出:仿真结果与试验结果相同.研究结果表明:二甲醚发动机的NOx排放比柴油机大幅度降低,二甲醚发动机可以完全消除碳烟排放,二甲醚是一种可以替代柴油的理想清洁燃料.     

二甲醚发动机性能试验研究

对柴油机燃用二甲醚(DME)，在各种技术条件下的发动机排放性能、动力性和经济性进行了试验研究．结果表明，燃用二甲醚时，发动机碳烟排放很低，但在大负荷工况下，由于燃烧不好，CO和HC的排放较高．采用进气增压技术，有利于改善燃烧，降低排放和能量消耗率．采用废气再循环(EGR)技术可以有效地降低NO，排放，但在大负荷和过高的废气再循环率情况下，会使燃烧恶化．进气增压和适度的废气再循环率相结合，可以同时降低排放和改善能量消耗率，有利于达到超低排放的要求。     

乙醇汽油发动机碳氢和乙醇排放率研究

在一台江铃汽车公司生产的JL368Q3型汽油机上,研究了燃用不同掺混比的乙醇汽油时发动机的乙醇和碳氢(HC)排放特性及乙醇对发动机HC排放的贡献率。试验结果表明:发动机燃用各掺混比乙醇汽油乙醇排放率均不超过30g/(kW·h),且随排气温度的升高呈指数下降。发动机HC排放率比乙醇排放率高一个数量级,最大值超过400g/(kW·h),中高负荷下发动机的HC排放率最低,约为50g/(kW·h),此时乙醇排放率低于5g/(kW·h)。汽油始终是乙醇汽油发动机HC排放的主要来源,乙醇排放率只有HC排放率总量的25%左右。     

甲醇／二甲醚双燃料发动机的排放研究

采用甲醇和二甲醚(DME)双燃料实现均质压燃(HCCI)和复合燃烧,研究了这两种燃烧方式的排放特性.结果表明,HCCI有着极低的NOx排放,而复合燃烧在HC排放上占有优势.采用大的DME比例可以降低HC和CO排放,但NOx排放升高.HCCI燃烧的NOx和CO排放与缸内温度有着明显的对应关系;HC排放不仅与缸内温度有关,还与燃烧室几何参数有关.根据不同工况选取适当的甲醇喷射时刻,可以取得复合燃烧输出功和NOx排放间的平衡.     

点火发动机碳氢排放的数值模拟

为了弄清发动机气缸内未燃碳氢uHC的主要生成源和它们在废气排放中所占有的比例 ,有针对性地采取措施降低缸内uHC生成量 ,详细的分析了uHC排放生成机理 ;结合前人的研究成果 ,根据燃烧过程中所体现的物理学知识 ,建立了包括HC逃离正常燃烧、缸内氧化、缸内残留和排气管氧化等在内的一系列模型。通过此模型可非常清楚的了解发动机运行时缸内uHC的具体情况 ,并能定量分析各参数对HC排放的影响     

准均质压燃二甲醚发动机的性能与排放特性研究

在单缸二甲醚发动机上开展了从进气管导入不同量二甲醚对发动机性能与排放特性影响的试验研究。结果表明:采用准均质充量压缩工作模式时发动机可在较宽广的转速和负荷下运行;热效率提高;排气温度略有降低;NO_x排放下降了30%～50%,但HC和CO排放有所上升。随着进气管中引入的二甲醚量的增加,NO_x、HC和CO排放都随之增加。采用预混准均质压燃工作模式是进一步提高二甲醚发动机的热效率并降低NO_x排放的有效措施之一。     

二甲醚(DME)发动机排放性研究

本文根据二甲醚(DME)的物理化学特性对其碳烟及NOx排放性进行分析,叙述了DME的NOx排放控制策略。分析结果表明:DME没有C-C键且燃料中氧含量较高,使DME发动机可以实现无烟燃烧;由于DME滞燃期短、汽化潜热大且理论空燃比低,使DME发动机的NOx排放较低;降低DME发动机NOx排放最有效的方法包括排气再循环(EGR)技术和电控喷射。目前冷EGR技术可靠性、实用性较好。     

EGR对二甲醚发动机非法规污染物排放特性影响的研究

在一台2102QB型柴油机上用气相色谱检测法研究了燃用二甲醚时甲醛、二甲醚和甲酸甲酯等非法规污染物的排放特性,并研究了废气再循环(EGR)率对非法规排放物的影响规律。试验结果表明:二甲醚发动机的未燃二甲醚比排放较大,最大达到0.75g/(kW·h);甲醛和甲酸甲酯比排放相当且比二甲醚比排放低一个数量级,最大值分别为0.091g/(kW·h)和0.061g/(kW·h)。随着转速增加,二甲醚比排放降低,而甲醛的比排放先升高后降低;随着负荷增加,二甲醚、甲醛甲酸甲酯的比排放均降低。引入EGR以后,二甲醚比排放增加,但负荷越高增加量越少;甲醛呈现先增加后降低的趋势,且当负荷率小于40%时变化较为明显;甲酸甲酯呈现出典型低温氧化中间产物特征,随EGR率的增加呈现明显的先增加后降低的趋势。     

二甲醚发动机燃烧特性的试验与数值模拟研究

在一台直喷式压燃发动机上开展了二甲醚燃烧与排放特性的试验与数值模拟研究。测量了二甲醚在高压燃油泵内的泄漏量及其与发动机转速之间的定量关系,并就发动机分别燃用二甲醚和柴油的运转性能进行了对比试验研究,结果表明,发动机燃用二甲醚要比燃用柴油具有更好的性能与排放水平;另从二甲醚低温着火的化学反应机理人手,开展了其自燃着火过程的数值模拟研究,进而建立了计及温度、压力和燃空当量比因素的DME滞燃期数据库;通过将该数据库与发动机循环模拟程序相耦合,对DME发动机的运转性能进行了变参数预测分析,预测结果与试验结果吻合较好。     

火花点火发动机未燃碳氢排放的研究

本文归纳了作者在攀登计划中所从事的研究工作，详细介绍了本课题的研究内容及研究成果，它包括火焰淬熄机理，狭缝与火焰传播，碳氢的形成机理和主要生成源，各主要生成源所占比例，碳氢预测模型，影响因素，碳氢的净化方法等     

乙醇汽油发动机非常规排放特性的试验研究

通过掺醇汽油发动机台架试验,对不同工况下非常规排放的浓度及三元催化器对非常规排放物的转化率进行了研究。研究结果表明:发动机燃用乙醇汽油作为燃料,主要的非常规排放包括芳香族碳氢、戊烷、乙烯、乙醛、甲醛及未燃乙醇。随着燃料中乙醇比例的增加,芳香烃和戊烷排放量明显降低,未燃乙醇排放显著上升,醛类的排放升高,乙烯排放变化不大;常规三效催化器对芳香烃、甲醛、乙醛和未燃乙醇都有较好的转化效果,但是对戊烷和乙烯的转化率较低,仅为60%左右。     

废气再循环对增压二甲醚发动机性能和排放影响的试验研究

以一台增压二甲醚发动机为研究对象,研究废气再循环(EGR)对二甲醚发动机性能和排放的影响.试验结果表明,EGR率增大,进气量减少.低负荷下,适当的EGR量会使发动机的油耗率降低.在中高负荷下,EGR的加入会导致油耗率增大,经济性恶化.随着EGR率的增加,发动机Nox排放大幅度下降,高负荷时下降幅度更大.EGR率增大,HC排放上升.EGR率在一定范围内时,EGR率对CO排放影响不大,但当EGR率超过一定范围时,EGR率增加会引起CO排放急剧加大.EGR率对二甲醚发动机的碳烟排放影响不大,碳烟排放测试值保持为零.在二甲醚发动机上采用废气再循环,没有碳烟增大的压力,确定各工况下的最佳EGR率时,只需在Nox排放和燃油经济性以及CO之间进行折中.低负荷时可以采用大的EGR率,高负荷时EGR率不宜过大.     

米糠油发动机颗粒物排放特性试验分析

利用气相色谱/质谱联用仪对米糠油样品进行了测定,确定了米糠油的主要成分.在柴油机台架试验基础上,运用扫描电镜和X射线能谱仪对柴油机燃用米糠油和0#柴油排气中收集的颗粒物样品进行检测和分析,研究结果表明,米糠油属于富氧燃料,可使发动机燃烧室碳燃料充分燃烧,颗粒物样品中碳烟成分较少,并且颗粒粒径也较小;两个样品的差别在于从0#柴油颗粒物样品中检测出硫,而米糠油的颗粒物样品中未检测出硫成分.本次研究对米糠油的开发利用具有重要的实际意义.     

二甲醚与重油复合燃料的燃烧与排放特性试验研究

由于具有较高的十六烷值,相对简单的化学结构、无碳烟排放以及易于与运送的特点,二甲醚被公认是最有发展潜力的柴油机代用燃料之一。而重油作为海洋运输中最主要的燃料,燃油品质低劣。在此项研究中,我们通过试验,在一台直燃式柴油机上燃用二甲醚和重油混合燃料,观察并测量排放情况。结果发现:二甲醚和重油复合燃料是一种有效的清洁代用燃料,能有效降低柴油机废弃物CO、HC和烟度的排放。     

柴油机燃用二甲醚排放特性的研究

利用定容燃烧室和共轨式燃料喷射系统，对二甲醚(DME)燃料喷雾特性进行了试验研究．在单缸柴油机上，采用不同的喷孔直径、孔数、喷射率及涡流比时，对DME发动机排放性能进行了对比试验．结果表明，较少的喷孔数和较大的喷孔直径可以提高燃料喷雾的贯穿距离，抑制燃料的早期蒸发，有利于减少大负荷工况下CO、THC和NOx排放。     

某艇用柴油机改二甲醚发动机性能与排放特性分析

以一台4缸艇用增压柴油机为研究对象,基于STAR-CD软件,计算了该柴油机燃用二甲醚(DME)时的缸内压力、温度与NOX排放的变化情况,并与其燃用柴油时情况进行了对比。分析了在不同负荷与不同喷孔直径下燃用DME时的NOX排放特性。结果表明,该柴油机燃用DME后,动力性能降低幅度甚微,基本在2%以内,其NOX的排放比燃用柴油要低15%左右,为艇用DME发动机的开发提供了依据。