含氧组分燃料降低装甲车辆柴油机碳烟排放的研究

在不对柴油机结构进行任何改动的情况下,通过台架试验研究了2种含氧组分燃料—生物柴油和碳酸二甲酯(DMC)对某型装甲车辆柴油机缸内燃烧过程、动力性和排放的影响。结果表明:添加20%的生物柴油会使缸内压力曲线略有前移,对动力性影响不大,外特性扭矩最大降幅小于2%,在中、高转速时降低碳烟排放22%～46%;柴油中添加20%的生物柴油和10%DMC,会使缸内压力曲线后移,压力峰值降低,外特性扭矩降低约5%,降烟效果更好,降低幅度均在25%以上,最高可降61.5%.2种方案NOx排放都有一定程度升高,个别工况下升高约10%.     

含氧燃料特性对柴油机燃烧以及排放特性的影响

将质量比90％的柴油分别掺混10％菜籽油,10％DMC以及5％菜籽油和5％DMC的混合物,连同纯柴油组成10％RO,10％DMC,5％R0＋5％DMC和柴油共4种燃料,在一台单缸柴油机上进行燃烧、性能及排放试验研究．结果表明：含氧燃料的特性不同对比燃油消耗率和热效率影响较小,但对燃烧和排放影响较大．3种含氧燃料对柴油机缸内最大爆发压力影响不大．与柴油相比,柴油机燃用5％RO＋5％DMC和10％R0时,放热率峰值降低,滞燃期缩短,燃烧始点提前．燃用10％DMC时放热率峰值上升,滞燃期延长,着火延迟．与燃用柴油相比,柴油机燃用5％RO＋5％DMC和10％DMC时,除烟度有所下降以外,CO,HC和NOx排放均高于柴油．柴油机燃用10％RO时的烟度和Hc排放均低于柴油,而CO和NOx排放高于柴油．     

柴油机回水温度对燃烧过程影响试验研究

针对某柴油机在低温环境下工作频繁出现活塞烧蚀的问题,开展了回水温度对燃烧过程影响的试验研究。通过分析不同回水温度下燃烧压力变化特点,确定产生活塞烧蚀时缸内燃烧过程典型特征,初步建立了活塞烧蚀与燃烧过程的对应规律。试验结果表明：在1 500 r/min、70%负荷工况点,当回水温度分别为15 ℃、25 ℃和40 ℃时,燃烧压力剧烈振荡,循环平均的最大压升率达到25~40 MPa/ms,且最高燃烧压力已达到或超过许用爆压限值13 MPa,说明该工况点燃烧粗暴。循环分析结果表明：在回水温度为15 ℃和25 ℃时最高燃烧压力超过爆压限值13 MPa的循环数约占总循环数的33%,最大压升率最高值超100 MPa/ms. 回水温度的降低引起的燃烧粗暴是导致柴油机在低温环境下发生烧蚀故障的重要因素。     

直喷式柴油机燃用生物柴油混合燃料B50的性能试验研究

对ZS1110TD型单缸直喷式柴油机在不作任何调整的情况下燃用50%生物柴油与50%柴油的混合燃料B50的性能进行测定,与燃用-10#柴油时的性能对比表明在同样工况下,混合燃料的功率、扭矩均低于柴油,燃油消耗率高于柴油.     

柴油/甲醇不同掺烧方式燃烧过程和排放对比分析

在不改变4B26增压柴油机结构的前提下,对柴油机气道喷射甲醇与柴油/甲醇直接混合燃料进行了燃烧过程、排放性能试验,对两种柴油/甲醇掺烧方式的燃烧过程与排放进行了分析。试验结果表明：与柴油/甲醇直接混合相比,柴油机气道喷射掺烧10%甲醇,气缸压力相差不大,缸内平均温度较低,低负荷时滞燃期较长;气道喷射甲醇大幅度降低排气温度,NOx和碳烟排放降低效果较为显著,HC和CO排放较高。与燃烧柴油相比,两种方式掺烧10%甲醇时,发动机的动力性变化不大,缸内平均温度都有所降低,滞燃期有所延长;NOx和碳烟排放降低,HC和CO排放有所增加。     

ZS1110TD型柴油机燃用生物柴油的性能试验研究

对ZS1110TD型单缸直喷式柴油机在不作任何调整的情况下燃用生物柴油的性能进行测定,与燃用-10#柴油时的性能对比表明:在同样工况下,生物柴油的功率、扭矩均低于柴油,燃油消耗率高于柴油.     

燃油温度对电控单体泵增压柴油机性能影响研究

为了给柴油机电控系统提供喷油控制参数的修正策略,在1 台电控单体泵式涡轮增压柴油机上进行了燃油温度对柴油机性能影响规律的试验研究。试验结果表明:在一定温度范围内, 随着燃油温度的升高,柴油机的喷油压力和每循环喷油量近似线性地减小、最高缸内燃烧压力近似线性地减小、主燃期会近似线性地增加,最终导致有效功率、排气温度、进气压力近似线性地减小, 有效燃油消耗率近似线性地增加。     

直喷式柴油机燃用生物柴油混合燃料B50的排放试验研究

对单缸直喷式柴油机在不作任何调整的情况下燃用生物柴油与柴油的混合燃料B50的排放进行测定,与燃用-10#柴油时的排放对比表明,在同样工况下,燃用混合燃料的CO排放量、HC排放量及烟度排放均低于燃用柴油,而NO排放量略高于燃用柴油．     

柴油机高密度-快速燃烧过程数值模拟

针对柴油机升功率提高后燃烧过程的变化,应用CFD软件Fire研究燃烧子模型在柴油机高密度-快速燃烧过程模拟中的应用,利用某高升功率单缸柴油机的试验结果对WAVE喷雾破碎模型和涡团破碎(EBU)湍流控制燃烧模型的关键参数进行标定。对柴油机3 600 r/min时全负荷条件下燃烧过程进行数值模拟,仿真结果表明,缸内平均压力、指示功率和放热率与试验结果吻合良好,缸内燃油蒸发充分、温度分布均匀     

进气门晚关米勒循环对柴油机燃烧和排放影响的研究

基于D6114柴油机的BOOST模型,分析了进气门晚关米勒循环对柴油机燃烧和排放的影响。结果表明：推迟进气门关闭时刻可以减小压缩阶段的压力和温度,从而使滞燃期增长;但是由于缸内工质的减少,缸内平均温度和碳烟排放升高;增压压力的提高可以弥补进气损失,研究发现进气门晚关结合提高增压压力及推迟喷油,可同时降低NO_x和碳烟的排放;在保持爆发压力与原机相同时,采用米勒循环度M60、喷油正时推迟2°CA的方案,油耗降低4 g/（kW·h）,碳烟排放降低6%,而NO_x的排放量降低了31%.     

高原环境条件下的柴油机起动过程试验研究

柴油机起动性能是柴油机的重要性能指标,高原环境对柴油机起动过程产生重要影响。为了研究高原环境对柴油机起动过程影响规律,针对某型12缸柴油机分别在高原和平原地区进行实车起动试验,对起动过程的气缸压力、上止点和瞬时转速进行测量。结果表明,高原环境下柴油机起动时间更长,转速波动更大,双峰燃烧比例更多。对起动过程进行逐循环燃烧分析,发现在高原环境以曲轴转角计的滞燃期更大,燃烧更加滞后;与此同时,在同等的转速水平下,在高原环境以时间计的滞燃期更长。     

发动机燃用乙醇汽油的空燃比模拟优化研究

应用汽油发动机的缸内工作过程、燃烧发热率和传热系数计算模型,分析了发动机的工作过程及其影响因素.运用GT-POWER建模仿真软件,建立了单缸汽油机燃用E10的工作过程模型;通过模拟计算,研究了空燃比对发动机转矩的影响,以发动机获得最大扭矩为优化目标,在对发动机空燃比的优化方法进行实证分析的基础上,确定了不同转速下,发动机燃用乙醇汽油时的理想空燃比.     

二级增压柴油机压缩比和喷油提前角优化研究

为解决某V型柴油机由单级增压改为二级增压后,最高燃烧压力过高问题,通过GT-Power软件建立柴油机仿真模型,利用试验数据进行校核,仿真研究了喷油提前角和压缩比对二级增压柴油机性能及最高燃烧压力的影响规律。以二级增压柴油机的试验最高燃烧压力作为限制条件,以转矩达到最大为目标,利用GT-POWER中的DOE工具对喷油提前角和压缩比进行联合优化。仿真结果表明：降低压缩比能够有效降低最大转矩点(1 300 r/min)和标定点(2 100 r/min)的最高燃烧压力,压缩比每降低1,最大转矩点最高燃烧压力降低0.8 MPa,标定点最高燃烧压力降低1.16 MPa;得出优化后的压缩比和喷油提前角相对变化值为14.9°CA和4.3°CA. 根据试验机的结构条件,利用试验机在柴油机台架上验证了优化结果的可行性。     

混合燃料添加剂对均质压燃燃烧影响的试验研究

以一台4缸柴油机为原机,在改造过的第4缸进行均质压燃( HCCI)燃烧试验,研究了混合添加剂对HCCI燃烧过程的影响。试验结果分析表明,在不同发动机转速、HCCI稳定燃烧工况下,混和添加剂均优于单一添加剂,即混合添加剂使得着火和放热提前,燃烧放热率峰值升高,并且发动机转速越高,混合添加剂对HCCI的燃烧影响越明显。此外,混和添加剂有助于改善高转速下HCCI发动机的失火,使得发动机在实验转速下工作平稳。     

计算柴油机缸内火焰辐射系数的新方法

柴油机缸内的火焰辐射受诸多因素的影响, 用理论分析法来确定它是相当困难的． 由于柴油机缸内火焰辐射特性依赖于缸内的燃烧过程,而燃烧过程中的实际热力状态又可用示功图来分析, 因此本文借助于火焰辐射与缸内热力参数之间的间接关系, 建立了一种以示功图和缸内燃气特征速度来预测辐射系数的计算模型． 用该模型预测的火焰辐射系数计算缸内辐射热流量时, 其计算结果与实测结果基本一致．