燃料十六烷值对小型柴油机排放特性的影响

应用自行开发的柴油机瞬态工况测控系统,试验研究了燃料着火性对小型直喷式柴油机稳态及恒转速增转矩瞬态工况下排放特性的影响规律。研究结果表明:在稳态工况下,随着燃料十六烷值的增大,滞燃期缩短,HC、NOx排放降低,消光烟度增加;在恒转速增转矩瞬态工况,随着十六烷值的增大,烟度排放恶化,NOx排放降低。综合考虑消光烟度和NOx排放,存在一个最佳十六烷值。对于排气烟度,燃料十六烷值存在2个界限,当十六烷值小于50或大于60时,对消光烟度影响明显加剧。     

天然气制油/柴油混合燃料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测控系统,研究了GTL(Gas to liquid)添加比例对小型直喷式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,GTL添加比例对燃烧参数的影响具有基本相同的规律,随着GTL燃料添加比例的增加,着火始点提前,滞燃期缩短,预混合燃烧期和预混合燃烧量减小,缸内压力峰值、放热率峰值、燃烧温度有所降低,有利于降低NOx的排放量和燃烧噪声。当添加少量GTL燃料时,燃烧持续期延长,随着GTL添加比例的增加,燃烧持续期有所缩短。100%GTL燃料的燃烧持续期与柴油相当。     

喷油提前角对生物柴油燃烧和排放的影响

在一台单缸柴油机上研究了喷油提前角调整对燃用生物柴油和柴油混合燃料燃烧和排放的影响.试验结果表明:喷油提前角增大3°CA,燃烧压力、放热率和燃烧温度优于原机和喷油提前角减少3°CA;在任何工况下,喷油提前角增大会引起NO排放增加,反之减少;烟度随着喷油提前角的改变增大;在±3°CA内调整喷油提前角对HC和CO的排放影响不大,±6°CA内调整喷油提前角HC和CO的排放变差;原机喷油提前角减小3°CA是柴油机燃用B30最合适的喷油提前角,在此喷油提前角HC和CO排放变化不多,NO排放降低.     

船用柴油机燃用异丙醇-丁醇-乙醇喷油策略研究

为了改善船用柴油机燃用异丙醇-丁醇-乙醇(IBE)的燃烧和排放特性,运用CFD数值模拟软件Converge建立其燃烧模型.分析了不同喷油策略的影响,结果表明:随着喷油时刻的提前,滞燃期延长,最高燃烧压力升高,缸内燃烧温度降低,NOx的排放量显著增加,喷油提前角为-25°CA时soot的排放量达到最低;当有预喷时,最高燃烧压力下降,NOx、soot的排放量均小幅减少;随着喷油持续期的延长,缸压峰值减小,最高燃烧温度下降,NOx排放量显著减少,soot排放稍有增加.     

燃料着火性对增压中冷柴油机瞬态工况排放的影响

应用自行开发的瞬态工况控制系统及排气采集装置,试验研究了不同着火性的燃料对车用增压中冷柴油机瞬态工况下排放特性的影响。研究结果表明,适当提高燃料十六烷值可有效降低HC和NOx排放。在稳态工况下,十六烷值由40增加到66时,在1800 r/min低负荷工况下HC排放降低62%;对于CO排放及消光烟度,十六烷值存在一个最佳值。瞬态工况排放与稳态工况存在明显差异,在恒转速增负荷工况下,随着负荷的增加,HC和CO排放及烟度迅速上升,然后降低趋于一稳定值,且随着瞬变率的增大,CO排放和消光烟度峰值上升;增加燃料十六烷值,可明显降低中等转速增负荷工况下的CO和HC排放及消光烟度;在高速增负荷工况下,十六烷值为66和55,燃料的排气烟度基本相近。     

增压器对车用柴油机瞬态工况下排气烟度的影响

为了改善车用柴油机瞬态工况烟度排放性能,试验研究了两种不同设计参数的增压器GT35和TBP4对柴油机排气烟度的影响。结果表明:增压器设计参数对柴油机瞬态进气响应及排气烟度有明显的影响。在低转速增转矩和大负荷增转速瞬态工况下,匹配增压器GT35可以大幅度降低柴油机的排气烟度。在其它恒转矩增转速瞬态工况下,增压器GT35所对应的排气烟度也要略好于增压器TBP4。在高转速全负荷工况下,增压器GT35所对应的空燃比、转矩和燃油消耗率等参数指标都劣于增压器TBP4。     

喷气对相继增压柴油机切出过程影响研究

为了改善相继增压系统切出过程中柴油机的瞬态性能,在最佳切出延迟时间时进行了切出过程的喷气试验,研究了喷气对柴油机瞬态性能的影响,并对缸内燃烧进行了三维流场计算。研究结果表明:采用了喷气技术后,由于柴油机的进气压力增加,柴油机瞬态性能得到了明显改善;转速波动减少了42%,达到稳定转速时气缸工作循环数减少了46%。排放性能也得到了改善,烟度排放量减少约50%,HC排放量减少了约30%,CO排放量减少了约35%,但是NOx排放量增加了约20%。     

基于EGR策略的重型柴油机瞬态空燃比优化控制

针对某些重型柴油机在进气中冷后加入足量的EGR较为困难,瞬态工况下EGR优化后的发动机排放性能恶化的问题,从精确控制EGR流量、优化空燃比、降低排放的目的出发,在一台CY6D180高压共轨重型柴油机上进行了大量的试验研究。基于排放优化原则,研究了利用节气阀配合EGR阀引入EGR后的发动机稳态特性,提出了一种两阀联合关开优化发动机瞬变排放性能的策略。进行了瞬态工况条件下的对比试验验证。结果表明:本文设计的瞬态空燃比控制方法在保证烟度排放值在3.5%限度内的情况下,NOx的排放量也不超过稳态工况点的10%。     

不同米勒循环方式对柴油机工作过程影响的一维模拟分析

基于柴油机的工作模型,运用-维模拟分析了进气门早关和晚关两种米勒循环形式对柴油机燃烧和排放的影响,通过改变气门正时、增压压力和喷油正时,在两种米勒循环方式下对该型柴油机在额定转速下的工作状态进行了优化。实验结果表明,推迟或者提前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,进气门晚关或者早关并结合提高增压压力及推迟喷油,可同时降低NOx和碳烟的排放;在保持爆发压力与原机相同时,M-50配合定爆发压力与上止点前10°CA喷油的方案相对于原机其油耗下降1.21%,NOx排放下降22%,碳烟下降58.1%,M100配合定爆发压力与上止点前12°CA喷油的方案相对于原机其油耗下降1.56%,NOx下降12.96%,碳烟下降54.75%。     

基于GT-SUITE的二甲醚共轨柴油机性能研究

基于GT建立了柴油机共轨系统和柴油机模型,在标定转速下,研究了喷油提前角、共轨压力对二甲醚柴油机性能的影响。结果表明,加大喷油提前角和增加共轨压力,均可以改善二甲醚柴油机的经济性和提高其动力输出,但会造成NOx排放的增加。     

基于GT-SUITE的二甲醚共轨柴油机性能研究

基于GT建立了柴油机共轨系统和柴油机模型,在标定转速下,研究了喷油提前角、共轨压力对二甲醚柴油机性能的影响.结果表明,加大喷油提前角和增加共轨压力,均可以改善二甲醚柴油机的经济性和提高其动力输出,但会造成NOx排放的增加.     

喷油参数对电控柴油机性能影响的仿真研究

利用发动机仿真软件,对1台电控共轨式柴油机的燃烧过程进行数值仿真,研究了喷油压力、喷油提前角等喷油参数对燃烧生成的NOx(氮氧化物)和碳烟的影响.结果表明:喷油压力和喷油提前角影响燃油的雾化质量和油气混合质量,进而影响燃烧过程和排放物的生成.该仿真计算对优化柴油机喷油参数、改善燃烧过程和降低排放具有指导意义.     

柴油机燃烧过程模拟分析

为了解柴油机燃烧的微观情况,利用商用计算软件STAR-CD对增压中冷柴油机进行了燃烧模拟分析。在试验台架上调整供油提前角,针对烟度及NOx排放性能进行了试验,为模拟计算获取了温度、压力等初始条件。对试验工况进行了燃烧模拟,结果表明,喷油过程会形成喷注头部,在喷油后期喷注尾部又从喷注整体上脱落;未来得及燃烧的燃油撞壁后,其小部分向上运动逐渐进入余隙狭缝之中,大部分向下沿ω形壁面形成滚流运动;着火首先发生在油束外缘区域,并且随着燃烧的进行,高温区一直出现在燃油蒸汽的外层。     

喷油提前角对高压共轨生物柴油发动机性能的影响

在燃用生物柴油混合燃料的高压共轨柴油机上进行了改变喷油提前角对其经济性、动力性、排气温度、烟度的影响及变化规律的研究.试验结果表明:当喷油提前角推迟2°CA和提前2°CA后,对比最佳喷油提前角时刻,不同燃料的发动机的燃油消耗率增加,增幅为0.04%~2.79%;扭矩出现了下降,降幅在0.88%~6.92%之间.而当提前角推迟2°CA后,混合燃料的排温和烟度在各个转速下都有不同幅度的升高;提前角提前2°CA后,排温和烟度在各个转速下均出现不同幅度的下降.     

电控高压共轨柴油机燃用生物柴油的排放特性

针对一台大排量电控高压共轨柴油机,在发动机的结构和参数不作变动和调整的条件下,使用5种生物柴油混合燃料进行ESC稳态排放测试,研究了不同生物柴油含量的混合燃料对柴油机排放特性的影响。结果表明,随着混合燃料中生物柴油含量的增加,CO、PM和DS比排放量逐渐减少,同时HC和SOF比排放量稍有降低,NOx比排放量逐渐增加。B30燃料与B0相比,CO、PM和DS十三工况加权平均比排放量分别减少了46.0%、27.5%和44.2%,但NOx比排放量增加了10.9%。CO、PM和DS加权比排放量在大负荷工况下减少的幅度较大。     

喷油提前角、进气动压、冷却水温对柴油机排放的影响

通过ECER49十三工况试验研究了喷油提前角、进气动压和冷却水温对柴油机有害排放物的影响 ,发现在定转速下适当增大喷油提前角可以降低CO ,HC排放 .同一提前角 ,标定转速下的气态排放物要多于最大转矩转速情况 ;相同转速 ,适当增加进气动压可降低CO ,HC排放 ,可以加装进气动压传感器实现闭环控制 ,可降低气态排放 .同一进气动压 ,标定转速下所生成的CO ,HC要多于最大转矩转速情况 ;冷却水温对于排放的影响不能孤立考虑 ,要结合缸内温度同时进行 .上述变化经过定量分析 ,所得结论可以为柴油机电控系统设计及控制策略的研究提供参考依据     

喷油提前角、进气动压、冷却水温对柴油机排放的影响

通过ECER49十三工况试验研究了喷油提前角、进气动压和冷却水温对柴油机有害排放物的影响，发现在定转速下适当增大喷油提前角可以降低CO，HC排放．同一提前角，标定转速下的气态排放物要多于最大转矩转速情况；相同转速，适当增加进气动压可降低CO，HC排放，可以加装进气动压传感器实现闭环控制．可降低气态排放．同一进气动压，标定转速下所生成的CO，HC要多于最大转矩转速情况；冷却水温对于排放的影响不能孤立考虑，要结合缸内温度同时进行．上述变化经过定量分析，所得结论可以为柴油机电控系统设计及控制策略的研究提供参考依据．     

喷油器喷油压力对S1110型柴油机性能的影响

利用发动机试验台架对S1110型单缸柴油机改变喷油压力进行了负荷特性试验和速度特性试验,测定了当喷油压力分别为16 MPa、20 MPa、24 MPa时,不同工况下发动机的输出功率、扭矩、燃油耗、排气温度、排气烟度等参数,并绘制了相应的变化曲线,比较分析了喷油器喷油压力对该型发动机动力性、经济性与排气烟度的影响,结果表明在喷油压力20 MPa条件下柴油机的动力性、经济性、排气烟度最佳。     

双层喷油器锥角对双燃料发动机性能的影响

在一台6缸增压中冷重型柴油引燃天然气发动机上,试验研究了不同喷射参数下,不同规格的双层喷油器对燃烧、排放及经济性的影响。自行设计并加工了两种不同规格喷射锥角的双层喷油器,分别为双层142°锥角(喷油器1)和上层153°、下层119°锥角(喷油器2),分别与喷油时刻(17～31°CA BTDC)、喷油压力(70、140 MPa)相匹配,保持天然气能量替代率为90%,分析了转速为1656 r/min,25%负荷(B25工况)情况下两种喷油器对边界条件变化的敏感程度。结果表明:B25工况下,两喷油器对应的燃烧相位、热效率、排放随喷油时刻的变化规律与随喷油压力的变化规律基本相同;采用喷油器2可以获得更高的热效率和更低的THC排放,同时燃烧相位比喷油器1提前,着火延迟期和燃烧持续期也相对更短,燃烧速度更快;相对于70 MPa的喷油压力,采用140 MPa的喷油压力,仅使最佳喷油时刻延后,对热效率和排放的最优值影响不大。     

喷油参数对车用发动机油气混合及燃烧的影响

在一台高压共轨CA6DL2-35E3重型柴油机欧3喷油MAP基础上借助INCA标定工具进行为优化喷油参数的单因素调整试验,并利用STAR-CD软件获取的微观场变化综合分析喷油参数对油气混合及燃烧的影响规律。结果表明:提高喷油压力(单段喷射)可提高缸内油气混合速率,除NOx排放外,燃油经济性及碳烟排放均有改善。引入后喷后(三段喷射),在喷油方向上保证氧气充足的前提下尽可能减小主后喷间隔的同时,选取适量后喷油量强化喷油末期油气扰动可实现对燃烧全过程的油气混合控制,并综合实现对发动机性能的优化。