增压柴油机燃用不同掺比菜籽油甲酯的燃烧和排放的试验研究

在D6114ZLQB车用增压柴油机上比较研究了不同比例的菜籽油甲酯和0号柴油的混合燃料对发动机燃烧过程、燃油经济性和排放特性的影响。试验结果表明：燃用体积比低于15%的菜籽油甲酯,发动机的缸内燃烧过程和纯柴油基本一致;增压柴油机燃用菜籽油甲酯和柴油的混合燃料可以有效降低碳烟、HC和CO的排放;NOx排放略有上升;15%以内的菜籽油甲酯对柴油机燃料经济性影响很小。研究认为：增压柴油机相对自然吸气式柴油机具有更好的生物柴油燃料适应性;在不改变发动机参数的条件下,低比例的菜籽油甲酯具有良好的推广应用前景。     

车用柴油机排放控制技术进展

简要介绍了车用柴油机排气污染的特点。针对目前国内外的研究状况,从燃料、燃烧和排气后处理三方面概述了控制柴油机排放的技术进展。     

乙醇-柴油混合燃料对柴油机性能及排放的影响

通过对乙醇含量分别为5％、10％、15％和20％的混合燃料及纯柴油5种油品的对比实验，研究了燃用乙醇—柴油混合燃料时，柴油机燃油经济性、功率及排放特性的变化规律。实验结果表明，燃用乙醇-柴油混合燃料，柴油机的能量消耗率在乙醇含量为15％时最佳，功率有所下降，但由于乙醇添加量较小，总体来说对发动机性能影响不大，在排放特性方面，NOx的比排放量基本随着乙醇掺烧比例的增加而减少；HE、CO的比排放量基本上随着乙醇掺烧比例的增加而增加；随着乙醇掺入比例的增加，发动机的可见烟度和滤纸式烟度均有显著的降低，干碳烟(DS)的比排放量也呈下降趋势。     

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%。     

波动高背压环境下的船用柴油机性能

针对波动高背压环境下的柴油机性能异化问题开展背压对柴油机性能影响规律研究,构建波动高背压环境的船用柴油机性能预测模型,并基于试验测量结果进行标定。基于该模型研究在不同背压环境下柴油机性能与关键参数的变化规律。结果表明：高背压显著影响柴油机输出功率,在背压为165 kPa时降幅高达69%,且排温快速达到限制值;在背压波动工况下,柴油机性能及运行参数呈现出围绕准稳态性能的迟滞环特征,该非定常迟滞效应在波动周期及背压时均值降低时均明显强化。柴油机配气系统内流体的气动惯性及涡前能量对背压的敏感度差异是造成在背压波动工况下柴油机性能迟滞效应的原因。     

柴油机燃用大豆油甲酯的生命周期环境评价

近年来,生物柴油作为一种无毒的、可生物降解的、可再生的柴油机代用燃料倍受关注.但在选用其作为汽车代用燃料时,必须对其做出科学、客观的评估.为了能够正确评价生物柴油的能耗与排放,利用GREET1.7软件对柴油、大豆油甲酯和大豆油甲酯-柴油混合液的能耗和排放进行生命周期评价.研究结果表明,与柴油相比,随着掺混比的增大,能耗总量增大,化石燃料消耗减小,C02和GHGs排放降低,VOC、CO、NOxC02颗粒(PM 10和PM2.5)和SOx排放均升高.     

共轨柴油机燃用不同配比生物柴油的性能与排放特性

对某共轨柴油机燃用石化柴油、生物柴油及其混合燃料的动力性、经济性和排放特性进行了研究.在未对原机做任何改动的情况下,分别燃用了0%、5%、10%、20%和100%的5种不同体积配比的餐饮废油制生物柴油与石化柴油的混合燃料,分析比较了不同生物柴油配比对发动机功率、燃油消耗率,以及CO、HC、NO_x和烟度排放的影响.研究表明:共轨柴油机燃用生物柴油与石化柴油混合燃料后,功率略有下降,燃油消耗率有所上升;烟度、CO和HC排放减少,且随着生物柴油掺混比例的升高而降低;NO_x排放上升,且随着生物柴油掺混比例的升高而增加.     

柴油机燃用F-T柴油与0号柴油混合燃料时的性能与排放

开展了直喷式柴油机燃用F-T柴油与0号柴油混合燃料时性能与排放的研究,试验用燃料为0号柴油、含25%和50%F-T柴油的混合燃料以及100%F-T柴油。结果表明,在相同工况下,随着混合燃料中F-T柴油比例的增加,滞燃期缩短,预混燃烧放热峰值降低,扩散燃烧放热峰值增大,最高燃烧压力略微降低,发动机的燃油消耗率和有效热效率得到改善。在负荷特性上,发动机的CO_2、HC、CO、NO_x和碳烟排放随着F-T柴油的加入而降低,其中CO和碳烟在中高负荷时降低幅度最为显著。当F-T柴油掺混比例由0增至25%时,碳烟排放降低效果最为明显,此后随着F-T柴油的继续增加,碳烟排放降低幅度减少。     

LPG-柴油双燃料发动机排放及动力特性的研究

对发动机燃用LPG(液化石油气)-柴油双燃料时,喷油提前角的变化对发动机有害排放物数量和动力性能的影响进行了研究。试验结果表明:喷油提前角为7°左右时,双燃料发动机的综合排放性能最好,碳烟的排放水平较原发动机有明显的降低,同时发动机功率没有出现太大的损失。     

柴油机废气排放控制技术新进展

首先论述了柴油机的主要排放污染物,概述了目前公认的排放物生成机理。在此基础上,分析了控制柴油机排放的机内和机外净化措施,特别是采用电控技术优化燃烧过程、用还原法降低NO X的SCR法、用微粒过滤器降低PM。最后,展望了柴油机废气排放控制技术的发展趋势,并讨论了在我国为降低柴油机排放所采取的技术路线。     

排气压力波对柴油机性能影响的分析

利用GT-Power软件建立了100单缸柴油机、6100非增压柴油机及6100涡轮增压柴油机仿真模型。在此基础上计算分析了排气管内的排气压力波动规律及其对柴油机功率、充气效率以及增压比的影响。研究工作对于柴油机排气系统的设计与优化具有一定的指导意义。     

高原环境下进排气节流对柴油机性能的影响

为了研究高原环境下进排气节流对柴油机性能的影响,基于高原环境,对一台废气涡轮增压柴油机进行了台架试验,分别研究了进气节流和排气节流对柴油机进气量、燃烧、排气温度、排放、油耗的影响。结果表明：采用进气节流、排气节流均会使柴油机进气量降低,缸内最高压力降低,最大燃烧放热率增大,缸内燃烧温度上升,排气温度升高,排放增加,油耗上升。但随着转速的增加,进气节流与排气节流的影响趋势却有所差异。在柴油机转矩为50 N·m,转速为1 400 r/min、1 800 r/min、2 200 r/min的3个工况下,进气压力降低25 k Pa时,排气温度分别提升75℃、60℃、52℃,NOx排放分别增加160×10^-6、140×10^-6、114×10^-6,烟度分别增加0.079 FSN、0.062 FSN、0.052 FSN,比油耗分别增加4.4 g/（k W·h）、5.5 g/（k W·h）、7.4 g/（k W·h）;而排气背压升高25 k Pa,排气温度分别提升35℃、50℃、62℃,NOx排放分别增加67×10^-6     

一种新型含氧燃料燃烧与排放性能研究

开展了柴油机燃用柴油／乙二醇单丁醚混合燃料的燃烧与排放性能研究。试验结果表明：在柴油机中加入一定比例的乙二醇单丁醚（NBE）,柴油机热效率得到明显提高,着火略有延迟,燃烧速度加快,燃烧持续期缩短。烟度和CO排放大幅度降低。加入159／5～25％NBE时,烟度下降43．9％～759／5,CO排放在高负荷下降46．5％～56％,HC排放也不同程度降低,NOx排放稍有下降。试验结果显示了柴油机燃用乙二醇单丁醚在降低排放方面的优越性。     

电控排气阀开启/关闭角度对智能化低速柴油机性能的影响

以RT-Flex60C大型智能化低速柴油机为研究对象,建立了智能化柴油机工作过程仿真模型,用自主开发的大型智能化柴油机电控排气阀系统硬件在环(HIL)仿真试验平台和柴油机台架试验数据验证仿真模型的正确性;在此基础上,对电控排气阀开启/关闭角度对柴油机性能与排放特性的影响进行了仿真计算分析。根据分析结果提出了RT-Flex60C机排气门开启/关闭角度的优化方案。     

介质阻挡放电低温等离子体对柴油机排放物的影响

以介质阻挡放电(DBD)理论对低温等离子体净化试验装置进行了探讨分析,设计出介质阻挡放电低温等离子体试验装置．利用自制的介质阻挡放电试验装置,采用交流高压、高频电源产生等离子体,对柴油机排放物进行后处理净化试验．结果表明,使用介质阻挡放电低温等离子体可有效脱除柴油机颗粒物(PM),脱除效率可达79％,总碳氢化合物(THC)脱除效率将近20％,同时氮氧化合物(NOx)也有所降低．扫描电子显微镜(SEM)观测结果显示,多数颗粒物的粒径都有所减小．     

某型柴油机排烟温度异常故障排查与分析

针对某油船主推进柴油机排烟温度异常升高的故障,从引起柴油机排烟温度异常升高的可能因素着手进行排查.结果表明:排烟波纹管内衬套开裂脱落,堵塞排烟管是导致排烟温度异常升高的直接原因.指出:案例中的这个因素虽比较少见,但还是有迹可循;可为船舶柴油机的使用管理与维修实践提供一定借鉴.     

柴油-甲醇-正丁醇混合燃料对柴油机排放性能的影响

以正丁醇作为助溶剂,形成柴油-甲醇-正丁醇混合燃料,并将混合燃料在单缸四冲程柴油机上进行试验研究,探究混合燃料对柴油机排放特性的影响。试验所用的混合燃料中醇类的体积比为5.09%、9.82%、14.66%和19.35%,其中甲醇在混合燃料中所占体积比为2.51%、5.01%、7.53%和10.08%,正丁醇在混合燃料中所占体积比为2.67%、4.81%、7.13%和9.27%。研究表明:燃用混合燃料柴油机有效燃油消耗率、热效率分别增加0.18%～4.08%和0.28%～3.54%;输出功率、输出转矩分别下降0.75%～11.37%和1.42%～25.03%;CO、NO、NO_x等常规气体排放、PM_(2.5)排放分别下降2.76%～45.15%、3.55%～29.21%和3.55%～20.03%;但柴油中添加醇类燃料会导致甲醛、乙醛及挥发性有机化合物等非常规排放分别上升2.78%～60.53%、5.15%～63.81%和3.75%～45.49%;柴油机燃用混合燃料PM_(2.5)排放降低7.09%～48.94%。综上所述,柴油机燃用柴油与醇类燃料形成的混合燃料可以实现在降低NO_x排放的同时降低PM_(2.5)排放。     

喷油提前角对柴油机动力性能影响的研究

喷油提前角是影响柴油机动力性能的一个重要参数。文章通过AVLBoost软件进行柴油机模拟计算,通过实验验证计算与实验结果吻合良好。研究了喷油提前角对柴油机动力性能的影响,提出本实验用柴油机的最佳喷油提前角为10℃ABTDC。     

直喷式柴油机燃用F-T柴油时的性能与排放

煤通过Fischer-Tropsch（F-T）合成可以获得十六烷值高、硫和芳香烃含量极低的F-T柴油.在一台未作改动的单缸直喷式柴油机上对燃用F-T柴油时发动机的性能和排放进行了研究.结果表明,在相同工况下与燃用常规柴油相比,燃用F-T柴油时的滞燃期较短,预混燃烧放热峰值较低,扩散燃烧放热峰值较高,最高燃烧压力略低,最大压力升高率显著下降,燃油消耗率和热效率都得到了改善.燃用F-T柴油可同时降低CO、HC、NOx和碳烟排放,其中NOx和碳烟排放分别平均降低了16.7%和40.3%.研究表明F-T柴油是柴油机优秀的清洁代用燃料.     

直列泵柴油机燃用二甲醚(DME)的燃烧排放特性分析

在一台增压直列泵柴油机进行了燃用柴油和二甲醚的试验,实测了缸内压力,并据此计算了燃烧放热率,对动力性及排放特性进行了对比分析。结果表明:发动机燃用二甲醚后,功率和扭矩都有所提升,选用9°CA和12°CA供油提前角时,在不同转速下的NOx排放均低于柴油;在全负荷情况下的最高燃烧压力和峰值放热率均低于柴油;二甲醚的喷油量是柴油的两倍,但二甲醚的燃烧速度高于柴油,所以二者的燃烧持续期相差不大;选用6孔的喷嘴比5孔喷嘴燃烧更加充分,但是较高的最高燃烧压力和燃烧放热律也使得NOx排放增加。