预混合低温燃烧柴油机燃油喷射参数与燃烧室的空间匹配研究

通过数值模拟计算研究了预混合低温燃烧模式下燃油喷射参数与燃烧室的空间匹配规律。结果表明:燃油油束落点位于燃烧室喉口中部时混合期内缸内平均湍动能增加,且燃油蒸发速率和湍流混合强度最大;随着喷雾锥角的减小,NOx排放单调上升,Soot排放呈先下降再上升最后再略有下降的趋势。随着油嘴伸出高度的逐渐增大,NOx排放先升高后降低,Soot排放则相反。有效容积比在(34~38)%范围内时能够兼顾NOx和Soot排放性能。     

柴油机EGR冷却器结焦问题研究

某轻型国V柴油发动机车型在冬季试验时发现EGR冷却器气侧出口结焦,导致排放故障灯亮,发动机限扭。通过分析EGR冷却器选型工况和标定策略发现:(1)轻型汽车EGR冷却器选型除考虑额定工况外,更需重点考虑部分负荷工况。该选型方法能够在满足排放目标的前提下,减轻对EGR冷却温度的苛求,并最大程度降低结焦堵塞风险。(2)根据EGR冷却器废气出口冷凝温度限值建立EGR旁通阀启、闭模型,可进一步降低结焦风险。     

喷油参数对共轨柴油机排放影响的试验研究

针对某款轻型车用柴油机的燃油系统,进行了油嘴伸出量和柴油机燃烧室的匹配选择。试验研究了在转速为1696r·min-1,转矩为146N·m的工况下,轨压、主喷正时、预喷射参数以及EGR对NOx、烟度及燃油消耗率的影响。结果表明:在1.4mm的喷油器垫片下的油嘴伸出量,烟度最好。在试验所研究的工况点下,增大轨压可有效改善燃油雾化特性,使得烟度和燃油消耗率降低,但NOx排放增多;推迟主喷正时可有效降低NOx的排放,这两个喷油参数可作为优化柴油机性能的重要指标。通过试验可知,柴油机存在一个最佳的主预喷间隔;随着预喷油量的增加,烟度和燃油消耗率逐渐增加,NOx呈现先减少后增加的趋势;EGR阀开度的增加使NOx明显减少,但EGR阀开度在30%之后,烟度开始明显恶化。     

文丘里管废气再循环系统对涡轮增压柴油机性能影响的研究

加装文丘里管的高压废气再循环(Exhaust gas re-circulation,EGR)进气系统,在兼顾柴油机经济性、动力性的前提下,研究该进气系统对NO_x排放的影响。根据一款柴油机的基本结构建立柴油机一维仿真计算模型和燃烧室的三维仿真计算模型。在对模型进行标定和对柴油机原机性能仿真计算的基础上,为进气系统引入文丘里管装置并对其结构参数进行优化设计。应用所建立的一维和三维柴油机模型,对文丘里管EGR系统柴油机的经济性、NO_x和Soot排放特性进行仿真计算研究,并对计算结果进行试验验证。研究结果表明,优化设计的文丘里管EGR系统可使柴油机在欧洲稳态循环(European steady state cycle,ESC)各工况下实现较为理想的EGR率,并在不明显影响柴油机燃油经济性的前提下,使NO_x排放量下降了约28.4%。文丘里管进气系统可以实现较为理想的高压EGR循环,在柴油机ESC工况下(怠速除外)能够达到较为理想的EGR率。     

EGR冷却器对柴油机NOX排放的影响

本工作针对某公司PEMS排放试验中NOX排放超标问题,对其发动机在2020年和2017年两种不同EGR冷却器的情况下的发动机排放进行比较,分析得到2020年发动机所存在的问题为EGR冷却器冷却效率不足导致NOX的排放量超标。本工作基于现有EGR冷却器进行了结构改进,冷凝隔板由原来的8层改成为9层。通过对改进后的样件与原有的EGR冷却器排放实验结果对比中发现使用了改进后的EGR冷却器的发动机NOX排放量基本稳定在1.7~2.4 g/kW·h,符合国家标准(≤4 g/kW·h),对现阶段PEMS排放超标的问题提供了可行性方案。     

针对重型柴油机低温工况下的热管理技术

本文从燃烧系统和进排气系统两个角度,详细研究了后喷(Post-injection)技术、进排气节流技术、可变截面增压器(VGT)技术和废气再循环(EGR)技术对发动机排气温度和性能的影响。试验结果表明,采用后喷技术、进排气节流技术、VGT技术和非冷却EGR技术是行之有效的热管理手段,但低温工况下采用后喷技术、进排气节流技术和非冷却EGR技术会造成发动机经济性不同程度的降低,而低温工况采用VGT技术可以有效降低泵气损失从而改善发动机的燃油经济性。进气节流提排温效果优于排气节流,但进气节流油耗高于排气节流。非冷却EGR技术可有效提排温,最高提排温达35℃。     

基于DOE喷油策略和EGR的耦合优化研究

利用发动机性能仿真软件GT POWER建立了某柴油机模型。选取喷油提前角、喷孔直径和EGR率为自变量,在保证动力性和经济性的基础上以降低NOx和Soot排放为目标进行实验设计(DOE),并对仿真结果进行了评估。应用多目标帕累托法进行参数寻优,得到了优化后的喷油提前角、喷孔直径和EGR率。验证表明拟合结果与模拟结果基本吻合。     

EGR冷却器中的螺纹冷却管设计研究

废气再循环冷却器的冷却效率对降低汽车NOx排放至关重要,管式冷却器中采用螺纹管作为冷却管能有效地提高冷却效率.从EGR冷却器的换热效率以及废气通过冷却器后的压降两方面进行了冷却器中螺纹管的设计因素研究,通过CFD软件模拟分析了各设计元素对废气再循环效率和压降的影响.     

车用高压共轨轻型柴油机涡轮增压器匹配研究

文章为某车用高压共轨轻型柴油机涡轮增压器改型选取了4款新型增压器,并进行了匹配试验,根据最大负荷下的动力性、经济性及排放性能选取了合适的涡轮增压器。与匹配原型增压器的发动机相比,新发动机在保持中、高转速性能基本不变的前提下,大幅度提高了低转速下的性能。发动机1 000 r/min最大负荷工况下,最大转矩提高了5%,燃油消耗率降低了8.87%,PM、NOx、CO等主要有害排放均有明显降低。     

柴油机废气再循环系统冷却器的数值模拟

柴油机废气再循环(EGR)技术能有效降低NOx有害排放,而EGR冷却器的结构优化是提高冷却器效率,减少NOx排放的有效手段.应用FLUENT软件对柴油机废气再循环系统冷却器的数值模拟,为柴油机废气再循环系统冷却器的设计和优化提供理论依据.     

汽柴油双燃料发动机燃烧性能试验研究

基于一套经改造的汽柴油混合双燃料发动机系统,在柴油发动机进气道安装汽油喷射系统实现缸内均质的混合气制备,通过上止点直喷柴油控制燃烧相位,通过调整汽柴油比例及EGR比例研究双燃料发动机燃烧性能。研究显示:相比原机,汽柴油比例增大,排气温度降低,当汽柴油比例提高到65%时,呈现出低温燃烧效果,同时降低NOx和碳烟的排放,燃烧持续期缩短,最大压力升高率增大,但是整体燃烧效果更优;从EGR特性及其对缸内燃烧过程和发动机燃烧性能的影响来看,此款双燃料发动机在小负荷时宜采用热EGR,在大负荷时宜采用冷EGR;双燃料发动机进气温度提升对燃油消耗率和碳烟并没有明显影响,而对于NOx来说,进气温度会改善发动机燃烧性能提升缸内燃烧温度,进而NOx排放会出现恶化现象。     

EGR对发动机性能影响的研究

本文主要通过试验研究EGR对发动机燃油经济性和排放的影响。     

EGR冷却器换热特性研究

废气再循环(exhaust gas recirculation)是降低柴油机尾气排放中的氮氧化物(NOX)以及降低天然气发动机爆震的一项非常有效的措施,在废气再循环中,EGR冷却器是其中的一个关键零部件。本文在发动机试验台架上研究了EGR冷却器进水流量、EGR冷却器进水温度、EGR冷却器进气温度以及EGR冷却器进气流量对EGR冷却器出气温度的影响,以便为发动机匹配最合适的EGR冷却器。试验结果表明：水流量变化对EGR冷却器的出气温度不敏感,发动机无法使用减少或者增加水流量的方法来降低或者提高EGR冷却器的出气温度;EGR冷却器的进水温度每增加1℃,EGR冷却器的出气温度升高0.9℃;EGR冷却器的进气温度每升高10℃,EGR冷却器的出气温度升高0.7℃;EGR冷却器的进气流量每升高10kg/h, EGR冷却器的出气温度升高1.2℃。     

柴油醇的燃料性质和排放特性

为解决柴油醇在应用中存在的相分离、十六烷值低下等问题,提出一种由中碳醇 低分子醚 高分子聚合物 有机硝酸酯构成的复合添加剂.结果表明:添加1%～2%容积百分比的复合添加剂后,柴油醇的溶解度明显提高;并且发动机的冷启动试验也表明加入复合添加剂后,柴油醇的着火性能己同于柴油的水平.由发动机台架试验还研究了柴油和不同乙醇掺合率的柴油醇给与发动机的燃料经济性、排气烟度和THC、CO、NOx气体排放的影响.结果表明:柴油醇以重量计的比油耗较柴油的相应地增加,但以能量计的有效热效率却较柴油的略有提高;各种乙醇掺合率下的排气烟度都大幅地降低;NOx排放浓度则随负荷增加而逐渐增大,但在高负荷工况时,随乙醇掺合率的增加,NOx排放浓度呈下降趋势.     

船舶柴油机冷EGR自控系统设计研究

设计了一套船舶柴油机冷EGR系统,并对其控制系统进行了软件和硬件的设计,控制部分通过单片机控制伺服水泵的转速来调节冷却水的循环量,保证不同工况下的最佳EGR冷却温度,在船舶柴油机YC4F90L-C20上进行了试验,结果表明,与无EGR系统相比,该自控冷EGR系统在CO和HC的排放基本不变的情况下,可以有效的降低NOx的排放和烟度,保护了海洋环境。     

柴油发动机废气再循环技术(EGR)的应用与工程优化设计研究

随着我国逐步进入十三五规划下的社会经济改革,废气再循环(EGR)技术逐步得到更为广泛的应用,这一技术可以有效降低柴油机主要排放物NO_x的排放,而冷EGR技术可以使这一效果明显增强,EGR冷却器性能对降低NO_x排放起着重要作用。优化冷却器结构是提高发动机冷却效率,降低NO_x的重要手段。本文在综述前人的研究成果的基础上,提出了对典型结构冷却器进行改进的方案。     

柴油机试验过程中影响NOx排放的因素分析

随着重型车国六排放法规的实施,针对柴油机的污染物排放测试流程和要求进一步复杂化,柴油机在试验过程中容易出现NOx排放不稳定现象。针对此问题,通过分析EGR故障、尿素喷嘴精度及试验初始温度条件等因素对柴油机NOx排放结果的影响,并在一台国六轻型柴油上进行试验验证,试验结果表明EGR故障和发动机初始试验冷却液温度会引起明显的NOx原排增加,WHTC比排放增加6%-26%,同时尿素喷嘴结晶老化将会导致NOx尾排一致性偏差增大,而较低初始排气温度会延长SCR到达工作温度的时间,导致NOx尾排增加。为保证柴油机在不同试验室、不同环境条件下测试结果的一致性和准确性,在试验过程中监控这些影响因素是非常必要的。     

博格华纳EGR冷却器用于雷诺柴油发动机

雷诺1．6L柴油机将采用博格华纳出品的最新废气再循环（EGR）冷却器。博格华纳先进的EGR技术使用混合管总成模块,燃油效率提高3％,并使发动机废气排放量符合欧Ⅵ排放标准。博格华纳将涡轮增压技术和最新的紧凑型EGR技术结合起来,延长发动机寿命,以适应未来市场对发动机技术的要求。     

EGR管路沉积物对发动机排放的影响

阐述发动机EGR管路沉积物的危害,试验过程中检测CO、碳氢化合物(HC)和NO_x的排放,分析EGR管路沉积物对发动机在不同负荷下排放废气的影响。试验结果表明:EGR管路沉积物对NO_x的生成有很大的促进作用,也能够促进CO的生成;在高速工况下增加HC的排放,但在发动机低速低负荷工况下少量的EGR管路沉积物也能减少HC排放。     

柴油机冷EGR温度控制器的研究

为了降低柴油机NOx的排放量,设计了一种冷EGR温度控制器。该控制器可通过控制直流电动水泵的转速来调节冷却水的循环量,确保不同工况下的最佳EGR冷却温度。通过传感器信号获得EGR的冷却温度,如果EGR的冷却温度不在最佳冷却温度范围内,控制器通过PID控制改变脉宽调制信号PWM的占空比来调整水泵电机的平均电压以改变水泵的转速进而调节冷却水的循环量,从而实现冷EGR温度的自动控制。在CA498型柴油机上对该温度控制器进行了试验,结果表明,与未冷却的EGR系统相比,该冷EGR温度控制器可以有效地降低NOx的排放量。