发动机起动动态过程富氧燃烧排放及其失火特性研究

针对发动机选择性组分进气富氧燃烧,采取氧浓度21%～27%的富氧进气,研究点燃式发动机起动初始段瞬态过程燃烧与排放特性.试验表明:随着进气氧浓度的增加,CO、HC排放明显下降,NOx排放有所升高.在氧浓度23%～25%的低富氧程度时,对于CO、HC排放的影响相对显著,随着富氧程度的进一步增加,该影响作用明显减弱.尽管富氧起动带来一定程度的NOx排放增加,但是起动过程的NOx排放仍然处于较低水平.缸内燃烧探测可知,合适的富氧氛围有利于火焰传播和扩散,明显减少失火现象,失火率呈线性降低趋势,起动燃烧稳定性明显增强.     

汽油发动机富氧燃烧特性研究

以汽油机为例对内燃机的燃烧过程进行分析,建立燃烧模型和排放物生成模型。对燃烧放热效率及生成物进行理论计算,分析富氧燃烧对发动机功率及排放的影响。通过实验验证,富氧燃烧能够提高发动机的功率,同时降低HC及CO的排放,但是NO的生成有所增加。     

汽油发动机富氧燃烧分析

以汽油机为例对内燃机的燃烧过程进行分析,建立燃烧模型和排放物生成模型。对燃烧的放热效率及生成物进行理论计算,分析富氧燃烧对发动机功率及排放的影响。通过实验验证富氧燃烧能够提高发动机的功率,同时能降低HC及CO的排放,但是NO的生成有所增加。     

空气变组分富氧进气发动机性能及其排放作用影响分析

针对富氧进气发动机性能及其排放作用和影响开展分析,并在单缸四冲程风冷点燃式发动机上进行试验,分别选择不同工况及21%、23%、25%的3种富氧进气浓度,进行发动机性能和排放研究.研究结果表明:富氧进气发动机动力性增强,经济性改善,排放性能优劣并存,其中功率提升、燃油消耗率降低、HC和CO排放改善,在较低富氧程度下作用更加明显,随着富氧程度的增加,作用逐渐减小;在较高富氧浓度下,尽管C0、HC排放仍然降低,但是N0x排放却大幅度提高,因此将富氧程度控制在23%左右.     

点燃式发动机富氧燃烧的基础研究

为了探清混合气的氧浓度对紊流燃烧速度的影响，进行了定容器内预混合气紊流燃烧实验。研究结果表明，在较大的氧浓度下，氢混合气和甲烷混合气具有较高的紊流燃烧速度，而丙烷混合气则具有相反的倾向。     

富氧燃烧对柴油机排放特性的影响

柴油机因其废气中的碳烟排放高而被排除在清洁发动机之外。减少碳烟排放的一种方法是增加缸内空气的氧含量，使燃烧更彻底充分进行。本文介绍了在S195柴油机上进行富氧燃烧试验。对其排放特性进行比较与分析，通过试验研究，找到在富氧条件下同时降低碳烟和NOx排放的方法。     

膜法富氧试验及富氧燃烧

介绍膜法富氧的原理和作者进行的富氧试验,阐明富氧燃烧的意义及工程应用的特点。     

混氢对怠速工况发动机循环变动和排放的影响

针对汽油机怠速时循环变动大、排放高的问题,在一台加装了电控氢气喷射系统的1.6L汽油机上就混氢对发动机怠速性能的影响进行了试验研究。在怠速条件下,通过自主开发的电子控制单元调整氢气与汽油的喷射脉宽,使进气中混氢体积分数从0%逐渐增加至6.52%,同时减少汽油的喷射脉宽,以保证混氢后发动机仍工作在理论过量空气系数条件下。试验结果表明,混氢后发动机火焰发展期和快速传播期缩短;平均指示有效压力的循环变动系数由原机的9.97%减少至混氢体积分数为6.52%时的4.93%。NOx排放随混氢分数增加而减少;在混氢体积分数小于4.88%时,HC与CO随混氢比的增加而减少,但当混氢分数大于4.88%时,HC与CO排放再次升高。     

柴油机富氧燃烧技术研究

降低柴油机的NOx与碳烟排放是内燃机进一步发展的重要举措。应用膜法富氧燃烧能够提高柴油机燃烧性能,降低排放。本文介绍了膜法富氧技术的原理及其参数设计要求,并以柴油发动机为例,建立内燃机燃烧模型和排放模型,通过针对模型的分析研究膜法富氧技术在柴油机上应用的可行性。     

富氧燃烧锅炉初探

介绍了不同目的的锅炉富氧燃烧技术,重点分析了膜法富氧对于锅炉性能所带来的影响,对于进一步发展膜法富氧锅炉技术和扩大应用提出了建议.     

高比率冷EGR与进气富氧对柴油机燃烧及排放特性的影响

对普通增压中冷柴油机,采用富氧进气与高比率冷EGR相结合的技术,实现缸内富氧燃烧。未经优化的情况下使用富氧燃烧,NO排放随氧浓度的上升而大幅增加。富氧进气与高比率冷EGR相结合,可以显著降低碳烟的排放并抑制NO的过度增长,同时保证发动机的燃烧热效率和输出功率不降低。将不同浓度的氧气、EGR废气及空气三者充分混合,冷却后引入气缸参与燃烧;调整掺氧浓度和EGR率,考察发动机在各种掺比下的燃烧及排放特性。试验结果表明:在1 600 r/min全负荷工况,进气内通入20%~30%的EGR废气及23%的氧气,可有效抑制NO及碳烟排放,并能保证发动机具有良好的动力性。     

预混合氢气/柴油发动机燃烧及排放特性

以ZS1100单缸柴油机作为研究对象,设计了进气管加氢的预混合氢气进气系统.通过调节进气加氢量,对进气加氢预混合氢气/柴油发动机不同工况下的燃烧及排放特性进行了试验研究.结果表明,氢气和柴油燃烧过程中的协同作用使得进气加氢预混合氢气/柴油发动机的燃烧和排放表现出一些特性.     

高压共轨柴油机燃烧与排放的仿真计算及分析

在林慰梓直喷式柴油机准维多区燃烧模型的基础上,改进了燃油喷射模型以及碳烟的生成与氧化模型,考虑了燃烧区的区间传热和缸内工质的对流辐射传热,由此对一台高压共轨柴油机进行了仿真计算。计算与试验结果对比分析表明,改进后的燃烧与排放模型能够较好的反映了缸内各区的燃烧与排放情况,可以为高压共轨柴油机的设计提供理论指导。     

可控掺水燃烧降低柴油机排放的燃烧分析

在1135柴油机上进行掺水比例可控的燃油乳化的试验研究,使用自制的一套不需加乳化剂的在线乳化装置进行了台架试验,找出不同负荷下油耗、NOx和碳烟排放随掺水比例增加的变化规律,并从燃烧特性方面对降低排放的原因作了分析。燃烧分析说明：掺水比例可变的在线乳化燃油燃烧特性和乳化油基本一致;掺水比例随负荷变化,能够实现小负荷时工作稳定,大负荷时大幅度降低NOx和碳烟排放。     

混合器式液化石油气小型发动机排放性能的研究

对液化石油气发动机的排放性能进行了台架试验研究 ,分析了影响液化石油气发动机排放指标的最敏感参数——过量空气系数与发动机排放之间的关系。开发了一种易于控制空燃比从而使排放性能优良的液化石油气混合器。利用该混合器可以使液化石油气发动机在动力性达到汽油机 95 %的条件下 ,HC和 CO排放指标优于汽油机 ,并且整车排放达到欧 标准。     

EGR与进气富氧对直喷柴油机NO和碳烟排放的影响

使用增压中冷直喷柴油机,采用进气富氧与高比率EGR相结合的技术,实现富氧燃烧条件下的低NO-碳烟排放.单独使用富氧燃烧,NO的排放将随氧体积分数的上升而增加.单独使用高EGR,碳烟(Smoke)的排放会随EGR率的增加而增加.将富氧进气与高比率EGR的结合,可以通过富氧的强氧化性降低Smoke排放,通过大比率EGR来控制燃烧温度,抑制NO的过度增长.试验结果表明:1,600,r/min(经济转速)下,EGR率为35%～45%,进气氧体积分数为21%～23%;2,200,r/min(最高转矩)下,EGR率为20%～50%,进气氧体积分数为22%～24%;在上述范围内的EGR与O2搭配,可以实现低于原机的NO-Smoke排放.综合考察发动机在各种掺比下的功率、油耗,探索出适合发动机各个工况的富氧及EGR组合区域,在该区域内发动机的功率、油耗和排放水平都能得到兼顾.     

进气加湿与富氧对船用柴油机NOx-Soot排放的影响

通过一台满足TierⅡ排放标准的四冲程增压中冷船用柴油机,模拟研究了富氧燃烧结合进气加湿改善NOx-soot折衷关系的潜力,并探讨了实现TierⅢ排放标准的技术路线.本研究使用AVLFire软件建立仿真模型.结果表明:单独使用富氧燃烧时,缸内温度较高,燃烧持续期较短,soot排放减少,NOx排放恶化,而单独使用进气加湿时呈相反的趋势.当发动机运行在转速为1350 r/min、75%负荷工况下,进气氧体积分数为21%~23%、加湿率为0~100%时,可实现NOx-soot排放同时降低且低于原机.氧体积分数为21%和加湿率为100%匹配,可以实现TierⅢ排放法规.两种措施的优化组合可以获得NOx-soot排放的最佳优化区域.     

柴油发动机地沟油燃烧与排放特性仿真试验

为解决石油资源短缺和环境污染的问题,将地沟油作为新能源应用于柴油发动机中,运用GT—Power发动机仿真软件分析地沟油的燃烧特性与排放特性。仿真结果表明：发动机燃用地沟油时较燃用纯柴油时功率有所下降,燃油消耗率升高,有害排放物中CO明显降低而NOx并无明显变化。燃用地沟油和甲醇的混合燃料时其动力性、经济性和排放特性要比单独燃用地沟油或甲醇时均有所改善。