直喷式柴油机燃烧过程气体全量取样系统开发及其在缸内微粒形成过程…

本介绍了新研制的直喷式柴油机机燃烧过程气体全量取样系统设计及各组成部分的工作原理与结构，并用它测量了６１０２Ｑ型直喷式柴油机一种工况下的内微粒形成历程，该系统还可研究Ｎｏｘ，ＣＯ，ＨＣ的形成历程，为探索污染物形成及控制机理提供了一种新手段。     

直喷式柴油机燃烧过程气体全量取样系统开发及其在缸内微粒形成过程研究中的应用

本文介绍了新研制的直喷式柴油机燃烧过程气体全量取样系统设计及各组成部分的工作原理与结构，并用它测量了６１０２Ｑ型直喷式柴油机一种工况下的缸内微粒形成历程。该系统还可研究ＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣ的形成历程，为探索污染物形成及控制机理提供了一种新手段。     

柴油机排气微粒部分流稀释取样系统的研制

设计了一种用于柴油机稳态工况下微粒测量的部分流稀释取样系统,该系统稀释通道内径为１５０ｍｍ全长为２３５０ｍｍ,稀释通道内稀释排气流量为５５６ｍ＾３／ｈ,雷诺数为７３０００,稀释比用ＣＯ２分析仪测量发动机排气和稀释通道内稀释排气的ＣＯ２浓度来计算,试验证明此仪器试验重复性良好。     

模拟柴油机排气微粒的试验研究

为了改善柴油机排气微粒袋滤器性能试验的可控性及经济性，本文研制了一种微粒模拟装置，用以模拟柴油机的排气微粒。并采用气溶胶粒度电分析仪、扫描电镜、透射电镜等对模拟微粒影响柴油机微粒袋滤器性能的主要物理特性进行了测试，并与柴油机微粒的相应特性做了对比分析，证明所模拟的微粒具有与柴油机微粒相似的物理特性。因此可用本文研制的微粒模拟装置代替柴油机进行柴油机排气微粒袋滤器的性能试验。     

柴油机燃烧形成微粒的形态特性及微量元素分析

基于电控燃油喷射柴油机的全气缸取样系统,利用场发射透射电子显微镜和图像处理技术,对柴油机燃烧过程中形成微粒的形态特性和微量元素进行了分析.结果表明,柴油机燃烧过程中形成的微粒主要呈现两种形态:一种是由基本碳粒子凝结而成的典型微粒;另一种足富含金属和非金属元素的无定形微粒.其中金属元素主要来源于润滑机油,贯穿整个燃烧过程,且独立存在.另外,典型微粒具有分形结构特性,分维数介于1.2～1.74,且在扩散燃烧初期有降低的趋势.     

柴油机排气微粒小型测量装置的研制

本文介绍作者研制的柴油机排气微粒小型测量装置。这种小型测量装置具有结构紧凑，体积小，重量轻，移动方便，可放置在柴油机试验台使用的优点。设计上符合有关规范的要求，价格便宜，适合工厂和研究单位使用。     

SOFIM电控共轨柴油机高海拔性能模拟

为提高电控高压共轨柴油机的高原环境适应性,在内燃机高原环境性能模拟试验台上,对不同模拟海拔下的SOFIM8142.43s电控高压共轨柴油机性能进行了试验研究.结果表明:SOFIM8142.43s电控共轨柴油机进气量和充量系数随海拔升高而减少,海拔每升高1000m,进气量和充量系数分别下降7.1%和4%;低速和高速区的动力性和经济性随海拔升高而恶化,海拔5000m与0m相比,1400 r/min时,功率和转矩下降了67.6%,燃油消耗率增加了38.5%;3600 r/min时,功率和转矩下降了31.6‰燃油消耗率增加了32.9%;经济区域随海拔升高而变窄,排气温度呈现出二次曲线的变化,其峰值随着转速的升高向大负荷方向移动.     

柴油机排气微粒小型测量装置的研制

本文介绍作者研制的柴油机排气微粒小型测量装置。这种小型测量装置具有结构紧凑，体积小，重量轻，移动方便，可放置在柴油机试验台旁使用的优点。设计上符合有关规范的要求，价格便宜，适合工厂和研究单位使用。     

基于电控燃油喷射技术的柴油机全气缸取样系统的设计与开发

在CY6102BZLQ直喷柴油机上,开发了一套基于电控技术的全气缸取样系统．介绍了该系统各组成部分的结构和工作原理．系统通过电控技术,在取样过程中实验缸只进行1-2次喷油,取样机构和稀释系统迅速打开燃烧室空间并淬灭化学反应,气门停开机构适时关闭进、排气门．系统可实现模拟EGR、增压中冷、电控高压共轨燃油喷射等先进柴油机技术,是研究现代柴油机燃烧过程及污染物生成、演化历程的重要工具．     

柴油机排气微粒燃烧特性的试验研究

应用热重/差热同步分析仪,在空气、氧气两种气氛下对柴油机排气微粒进行燃烧特性试验。根据试验数据分析了微粒的失重曲线、燃烧特性曲线、着火温度、燃烧特性参数,计算了燃烧反应动力学参数。结果表明:柴油机排气微粒的燃烧分为两阶段,低温段即挥发分的燃烧用的时间比较长,高温段即固定碳的燃烧用的时间比较短。当微粒在氧气下燃烧时,这个现象更明显。在低温段,反应气氛中的含氧量对挥发分的燃烧影响不大。加大反应气氛中的含氧量可以降低微粒的着火温度和反应所需的活化能。     

脉动排气对柴油机微粒凝并作用的研究

为研究微粒凝并规律，根据柴油机脉动排气的特点，提出了脉动排气中气固两相流动的微粒动力学方程，对方程进行了理论求解，在此基础上，对脉动排气对柴油机微粒的运动及凝并系数变化规律的影响进行了研究分析。研究结果表明，排气脉动对柴油机微粒的凝并具有重要的作用，提高排气的平均速度、脉动幅度以及脉动频率可以有效提高微粒的凝并系数。     

柴油机微粒陶瓷过滤器再生方法的探讨

介绍已有的几种柴油机微粒陶瓷过滤器的再生方法的机理，主要包括反吹、电加热、红外再生和催化再生，并对他们的主要优缺点进行了比较分析。在此基础上，对陶瓷过滤器的发展提出了自己的看法。认为将红外再生与催化再生结合使用，是比较可行的一种再生方法。     

增压中冷柴油机EGR数值模拟与试验研究

建立了带废气再循环(EGR)系统的增压中冷柴油机工作过程热力学计算模型,并进行数值模拟,模拟计算与试验结果表明两者基本吻合,误差在合理范围内。在此基础上,研究EGR在不同工况下对柴油机动力性、经济性和排放性的影响,并根据柴油机的综合性能对各工况下最佳EGR率进行优化,得出理想的EGR控制MAP图。最后按照模拟计算结果搭建试验平台,并进行试验研究。研究结果表明:13工况排放测试循环工况的NOx和碳烟排放分别为3.0g/(kW.h)和0.45g/(kW.h),满足欧Ⅳ排放法规的要求。     

带微粒过滤器的发动机排气噪声特性研究

采用Sysnoise软件对简化的微粒过滤器模型进行了热态下的三维数值模拟计算,得到了微粒过滤器各部分传递矩阵。利用传递矩阵法计算了微粒过滤器热态下的插入损失,并在半消声试验室中搭建了发动机试验台架,测试了发动机在标定工况和怠速工况下微粒过滤器的插入损失,测试与计算结果的对比分析验证了声学模型的正确性。研究结果表明:微粒过滤器对高频排气噪声具有明显的衰减作用,黏性对噪声衰减也有较大的影响。     

柴油机加装柴油机氧化催化器和催化型颗粒捕集器装置性能评定试验研究

为了研究加装柴油机氧化催化器(DOC)和催化型颗粒捕集器(CDPF)装置的柴油机性能,探讨DOC与CDPF的净化效率和再生特性随试验循环数的变化规律,搭建了柴油机高原试验台,并按13试验循环进行了性能评定试验。结果显示,在全负荷工况下,随着试验循环数的增加,发动机的进气量、转矩、功率和油耗均比未装DOC和CDPF的原机略有下降。同时,在排气后处理装置的后端,烟度和CO排放均趋向零,而NO₂排放增加,NO排放减少。将第1试验循环与第13试验循环进行比较后可以发现,DOC和CDPF的前端温度均比后端低,而排气后处理装置经13试验循环后仍具有较高的净化效率。与原机相比,加装排气后处理装置的发动机,经性能评定试验后的外特性有所下降,但在排气后处理装置后端的烟度和CO排放趋近于零,而NO₂/NO比例随发动机转速增加先升后降。此外,DOC和CDPF的后端温度低速时上升明显,后随转速升高而降低,直至趋于稳定,而CDPF的压差随转速增加先升后降。此时,捕集效率和再生效率仍保持较高水平。     

排气压力对发动机性能的影响研究

在一台3.8L涡轮增压中冷4缸柴油机上通过试验研究了排气压力对柴油机燃烧和性能的影响。试验中拆除了原机增压器及中冷器,通过自制压力调节装置直接控制柴油机进、排气压力。试验结果表明:排气压力对柴油机缸内压力的影响较小,最高燃烧压力及相位变化不明显;空气质量流量与排气压力具有一定的线性关系,排气压力每增加10kPa,空气质量流量减少约1.2~2.0kg/h,减小百分比为0.4%~0.7%;柴油机排气温度与排气压力具有一定的线性关系,排气压力每增加10kPa,排气温度增加约4.0~4.7℃;排气压力增加使柴油机的动力性和经济性恶化,排气压力每增加10kPa,转矩减小约2.3~3.1N·m,减小百分比为1.0%~1.9%,比油耗增加约2.8~7.1g/(kW·h),增加百分比为1.4%~3.3%。仿真计算表明:排气压力增加使泵气过程负功增加,排气压力每增加10kPa,泵气过程平均指示压力减小约9.8~10.7kPa,减小百分比约13%。     

二氧化氮消除柴油机排气中炭烟过程基础研究

用热重法对柴油机排气中的炭烟与NO2的反应性能进行了研究，考察了反应温度和NO2浓度对消炭速率的影响，并根据实验数据在NO2气氛下对炭烟的消炭速率进行了反应动力学处理，得到了可用以计算炭烟消炭速率的动力议程与有关的参数。与在氧气气氛下炭烟消炭速率的比较可见，NO2的消炭速率远大于O2。     

高压共轨喷射系统参数对柴油机性能影响的研究

针对高压共轨喷射系统在仿真软件中建立喷油器和发动机的耦合模型。在台架试验验证了模型可信性的前提下,对喷射系统进行变参数研究,并分析各个参数对喷油规律和发动机性能的影响。研究结果表明:液压控制容积的大小及控制容积进回油孔径的大小会影响喷油器开启和关闭过程中的喷油速率;电磁阀铁芯质量超过10g时针阀落座明显延后;弹簧预紧力由50N增加到100N时,喷油器的初期喷射速率降低了35%左右,喷射时刻也滞后约2～3°CA;磁场力由70N增加到130N时,初期放热速率增加2倍左右,喷射时刻也提前约2°CA;喷孔的孔数和孔径存在最佳匹配关系,匹配的效果直接影响到喷孔的流量系数,从而影响发动机的性能。