柴油机恒转矩增转速瞬态工况的烟度及燃烧特性分析

采用自行设计的瞬态工况控制及测量系统对增压中冷柴油机进行了恒转矩增转速瞬态工况下发动机的空燃比、消光烟度及示功图参数的测试，并与稳态数据进行了对比。试验结果表明：在瞬态工况下，发动机的外部参数及燃烧过程参数与稳态过程存在很大的差异，其差异程度随工况瞬变性加剧而增加。随转速增加率的上升空燃比减小，燃烧持续期延长，扩散燃烧比增加，导致排气烟度上升。     

CA6DE1-21K柴油机瞬态工况下的烟度排放特性

利用瞬态控制及测量系统，对增压中冷柴油机在瞬态工况下的烟度排放特性进行了试验研究．结果表明，恒转速变转矩瞬态工况中，在中低转速时，排气的烟度随着转矩变化率的增加而上升，这主要是由于涡轮增压器在低速时增压效果差及瞬时空燃比滞后所致．恒转矩变转速瞬态工况中，在中高负荷时，排气的烟度随着转速变化率的增加而上升，这主要是由于随着转速变化率的增加，空燃比相对于燃油喷射滞后严重所致．     

燃料着火性对小型柴油机燃烧特性的影响

应用自行开发的柴油机瞬态工况控制系统,研究了燃料着火性对小型柴油机稳态及恒转速增转矩瞬态工况下燃烧特性的影响规律.结果表明,在稳态和恒转速增转矩瞬态工况下,燃料十六烷值对燃烧参数的影响具有类似的规律.随燃料十六烷值的降低,着火始点延迟,滞燃期增加,燃烧速率加快,燃烧持续期减小,但预混燃烧期和预混合燃烧量增加,缸内压力峰值、放热率峰值及压力升高率升高.     

柴油机瞬态工况烟度排放特性及分析

为了研究车用柴油机瞬态工况中,燃烧边界条件对燃烧过程的影响,在试验台上针对增压中冷柴油机在恒转速增转矩瞬态工况下的烟度排放特性进行了试验,并用商业计算软件STAR-CD对此瞬态工况下柴油机的燃烧过程进行了数值模拟分析。针对增压柴油机低转速大负荷排烟较差的特点,试验中发动机转速定为1000r／min,以3种不同的转矩变化率来考察柴油机瞬态工况下的排烟特性。结果表明,柴油机瞬态工况下和稳态工况下的燃烧边界条件有很大的差别,这种差别导致了柴油机瞬态工况下的烟度排放值要明显高于其相应的稳态工况。计算结果表明,随着转矩变化率的升高,最大初始放热率升高及燃烧持续期延长,这些差异同样导致排气烟度值增加。     

柴油机瞬变工况的动态响应及燃烧劣变分析

利用瞬态控制和测试系统,研究了增压柴油机恒转速增转矩瞬变工况不同加载时间和转速对发动机动态响应及燃烧劣变的影响.为分析问题的方便,定义了一个评价瞬变响应性能的参数——滞后系数.结果表明:在相同加载时间下,发动机的油量、转矩、进气量和NOx的滞后系数依次增大;随着加载时间或转速的减小,各参数的滞后系数逐渐增大;与稳态工况相比,瞬变过程中发动机存在进气延迟、空燃比降低、燃烧相位推迟、烟度和燃油消耗率增加等燃烧劣变问题,且随着加载时间或转速的减小,上述的"问题"越严重.     

燃料挥发性对柴油机恒转速增转矩工况下燃烧及排放的影响

应用自行开发的柴油机瞬态工况测控系统,试验研究了燃料挥发性对直喷式柴油机恒转速增转矩瞬态工况下燃烧过程、消光烟度及NOx排放的影响规律.研究结果表明,在增负荷工况下,适当提高燃料挥发性,可有效改善燃油与空气的混合,缩短燃烧持续期及扩散燃烧期,增加预混合燃烧量,降低瞬态工况消光烟度排放.同时,适当的改善燃料挥发性、缸内平均压力峰值、放热率峰值和缸内平均温度峰值均有所降低,致使NOx排放有所降低.     

商用车用电控柴油机增转矩工况的燃烧特性分析

以一款商用车用电控柴油机为研究对象,针对恒转速增转矩工况的燃烧放热特性开展了台架测试和燃烧分析,重点分析了不同过渡时间和不同恒定转速下恒转速增转矩工况的燃烧特性。结果发现,发动机转矩加载过快时,易引起供油量突增,燃料的能量转换效率下降。而当发动机用较长时间平缓加载的过程中,可能因混合气浓度高导致燃料的能量转换效率下降。此外,恒转速增转矩过程中,随着转速的升高,压力急升点提前,燃烧速燃期延长,后燃期缩短,热功转换效率提高。总之,增转矩瞬态过程各个循环的燃烧效率与混合气浓度和各循环的燃烧放热规律密切相关。     

车用直喷柴油机递增负荷工况下的微粒排放特性

采用自行设计的柴油机微粒袋式取样系统对车用柴油机恒转速、增转矩工况下的微粒排放进行了研究。试验结果表明:在恒转速增转矩瞬态工况下,随着转矩增加率的增大,微粒及其不可溶成分和可溶性有机成分排放量均增加;高转速时转矩增加率对微粒排放的影响稍大。不可溶成分的增加是微粒排放量增大的主要原因,但转速较低时可溶性有机成分的增加也不容忽视。冷却介质温度较低时微粒排放量增大。     

重型增压柴油机瞬变工况的燃烧阶段特性研究

利用瞬态控制和测试系统,开展了共轨增压重型柴油机不同转矩变化率下的恒转速增转矩试验研究,分析了柴油机瞬变过程中的缸压峰值、缸内温度峰值和柴油机燃烧过程四个阶段的变化规律。研究结果表明:恒转速增转矩过程中,缸压峰值和缸内燃烧温度峰值增大;而燃烧过程中,滞燃期略有缩短,速燃期和后燃期有所延长;过渡时间越短暂、转矩增加率越大则相关参数变化越迅速。通过相关性分析得到滞燃期和速燃期与缸压峰值和缸内温度峰值的相关性较强,且随着瞬变过渡时间的延长,其相关程度不断增强。     

进气涡流对车用直喷式柴油机瞬态工况下微粒排放的影响

用自行设计的喷气式可变涡流进气系统（ＡＩＶＳＩＳ）调节气缸内的涡流水平,试验研究了进气涡流对车用直喷式柴油机恒转速增转矩瞬态工况下微粒排放的影响,结果表明,对于一定涡流比的瞬态工况,随着转矩变化率的增大,柴油机的微粒排放量逐渐增加,涡流比越小,瞬态工况微粒的排放随转矩变化率增大的速率越高。相同转矩增长率的瞬态工况,随着涡流比的增大,柴油机微粒的排放量逐渐降低。提高恒转速增转矩瞬态工况缸内的涡流强度     

空燃比对柴油/丙烷混合燃料发动机燃烧和排放的影响

在单缸直喷式柴油机上,研究了燃用柴油和柴油/丙烷混合燃料时,空燃比对发动机燃烧和排放特性的影响。结果表明:发动机转速一定时,燃烧持续期随空燃比和丙烷比例的增加而缩短;缸内最高燃烧压力随空燃比的增大而减小,随丙烷比例的增加而增大;NOx和碳烟排放随空燃比的增大而降低,HC排放在小空燃比时随空燃比的减小而大幅度增加,而在大空燃比时随空燃比的增大而稍有增加;在小空燃比时CO排放随空燃比的减小而增加,在大空燃比时变化不大;燃用柴油/丙烷混合燃料可同时降低CO、HC和碳烟排放,但NOx排放增加。     

增压中冷车用柴油机EGR率阶跃工况响应

利用实时EGR率测量系统及瞬态工况测控平台对增压中冷柴油机废气再循环(EGR)阶跃工况下的EGR率、进气量、发动机转矩、燃烧过程特征参数、排气烟度及气态有害排放物的响应历程进行了试验研究.试验结果表明:在1 600 r/min5、0%负荷工况,EGR率从0分别阶跃到3%、5%、13%和28%时,EGR率、进气流量及发动机有效转矩响应速度较快且相近,均为0.5 s左右;排气烟度和以最高燃烧压力表征的缸内燃烧过程趋于稳定状态历时较长且时间相近,不同EGR率阶跃时均为2.5 s左右;以气态有害物排放表征的柴油机排放响应历时最长为6 s左右.这说明在EGR阶跃工况下,当EGR率达到稳定时,由于燃烧边界条件存在迟滞效应,从而会导致燃烧过程、有害物排放存在较长的延迟.     

降低小型柴油机排放的试验研究

从生物混合燃料成分、燃烧室结构和排气再循环等方面探索降低柴油机排放的方法。通过对柴油机排放性能的大量试验研究,结果表明:对于直喷式柴油机,生物混合燃料的NOx排放与柴油的排放基本相当,碳烟排放则比柴油有较大幅度的降低,而涡流室柴油机,NOx的排放量却有大幅度的降低,碳烟排放则比直喷式柴油机有更大幅度的降低,生物燃料的添加比例对NOx的排放影响不大。柴油机采用排气再循环技术后,混合燃料的碳烟排放仍比柴油少,混合燃料可以承载一定的EGR率而不增加碳烟排放。排气再循环可以大幅度地降低NOx排放且与EGR率有关,与燃料的性质关系不大。涡流室柴油机采用生物燃料和排气再循环,可以同时降低NOx和碳烟的排放,排放效果非常优良。     

供油系统调整对VNT柴油机低速性能影响

基于PW泵的常规供油系统增压补偿器的存在使得可变喷嘴增压器（VNT）对柴油机性能改善不明显。研究了供油系统参数调整对VNT增压柴油机低速全负荷性能的影响。结果表明：使增压补偿器压力室与大气相通以屏蔽增压补偿器并优化VNT开度后，由于供油量减小，低速全负荷排气烟度比装配GT35增压器的基础柴油机下降56．3％～73．5％，但动力性改善不明显；屏蔽增压补偿器、调整油泵供油特性并优化VNT开度后低速全负荷工况烟度下降53．8％～68．1％，同时1000r／min全负荷转矩增加8．2％。可见，基于电控供油系统的柔性供油特性可以更充分地发挥VNT系统潜能。     

Study of combustion and emission characteristics of turbocharged diesel engine fuelled with dimethylether

An experimental study of a turbocharged diesel engine operating on dimethyl ether (DME) was conducted. The combustion and emission characteristics of the DME engine were investigated. The results show that the maximum torque and power of DME are greater than those of diesel, particularly at low speeds; the brake specific fuel consumption of DME is lower than that of diesel at low and middle engine speeds, and the injection delay of DME is longer than that of diesel. However, the maximum cylinder pressure, maximum pressure rise rate and combustion noises of the DME engine are lower than those of diesel. The combustion velocity of DME is faster than that of diesel, resulting in a shorter combustion duration of DME. Compared with the diesel engine, NO_x emission of the DME engine is reduced by 41.6% on ESC data. In addition, the DME engine is smoke free at any operating condition.     

车用柴油机扭矩和烟度的神经网络分析研究

在内燃机工程中人工神经网络技术是一种较新颖的方法。本文介绍以扭矩和烟度为输出参数的车用柴油机稳态神经网络模型、根据所建立的模型对东风汽车公司6BTA柴油机的扭矩和烟度进行的神经网络计算分析,以及利用神经网络对某一工况的稳态烟度作的优化计算。     

Combustion of algae oil methyl ester in an indirect injection diesel engine

An experimental study has been carried to use raw Algae oil and its methyl esters in an indirect injection diesel engine. Effects of engine speed, engine load output, injection timing of the algae biofuel and engine compression ratio on the engine output torque, combustion noise (maximum pressure rise rate), maximum pressure and maximum heat release rate have been studied. Raw oil extracted from microalgae and two versions of its methyl ester (0.1 and 0.2 methyl ester versions) have been evaluated in a Ricardo E6 engine. It has been shown that the algae oil methyl ester’s properties are similar to diesel fuel and its use has been successful in running the diesel engine smoothly. However, its use reduced the engine output torque slightly and increased the combustion noise. The engine output can be increased and the combustion noise can be reduced by controlling the engine design parameters e.g. injection timing and compression ratio.     

降低6BTA发动机自由加速烟度研究

主要对东风康明斯6BTA5．9柴油机如何降低自由加速烟度进行了研究,通过改进燃油泵的供油特性,增压器以及采用低涡流缸盖和新型燃烧室,使自由加速烟度得以降低,同时提高低速动力性,降低低速全负荷烟度,满足了各大城市制订的柴油机烟度标准的限值。     

工程车燃用LPG对动力性和排放的影响

作者对用于与叉车配套的柴油机改装的燃用LPG单燃料发动机进行试验研究,结果表明只要合理设计和选择燃烧系统、LPG系统、压缩比及配气相位,改装后的LPG发动机可以获得与原柴油机相同功率和扭矩,碳烟排放近于零,其他有害废气污染物也有明显改善。这对于仓库、车间、码头运作的工程机械,采用LPG发动机可以大大改善环境条件。这一技术同样可以用于城市柴油车辆的改造。