不同海拔下VGT对含氧燃料柴油机性能的影响

利用大气压力模拟装置,试验研究了可变几何截面涡轮增压器(VGT)对高压共轨柴油机分别燃用纯柴油和生物柴油-乙醇-柴油(BED)含氧燃料的经济性、排放特性及燃烧特性的影响。结果表明:随着海拔的升高,柴油机经济性恶化,氮氧化物(NO_x)排放降低,而一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)排放及烟度升高。燃用纯柴油与含氧燃料,随着VGT喷嘴环开度的增大,柴油机的经济性均有不同程度的恶化,而CO、HC排放及排气烟度也都有不同程度的升高。在高海拔地区,燃用纯柴油的经济性优于含氧燃料,但使用含氧燃料有助于改善柴油机的CO、HC排放及烟度。在中等负荷工况下,NO_x排放随着VGT喷嘴环开度的增大呈现先减小后增大的趋势;在高负荷工况下,放热率峰值和最高气缸压力均随着VGT喷嘴环开度的增大而降低,从而降低了NO_x排放。     

采用含氧燃料和EGR同时降低直喷式柴油机碳烟和NOx排放的试验研究

在一台TY1100轻型直喷式柴油机上，研究了碳酸二甲酯（DMC）作为含氧燃料添加剂对柴油机烟度和性能的影响。结果表明，在发动机燃油和燃烧系统不作变动的条件下，随着DMC在柴油中添加比例的增加，排气烟度逐步下降，热效率提高。当添加比例在10％-15％时，烟度降低40％-50％，热效率增加了6.9％，发动机功率基本不变。添加碳酸二甲酯并采用EGR可以同时降低碳烟和NOx。研究表明，柴油中添加15％DMC，在12％左右的EGR下，与原机比较，烟度降低了35％，NOx排放降低了33％。混合燃料的放热规律与纯柴油相比差异不大，但预混燃烧量增加，扩散燃烧速率快，发动机最高燃烧压力、温度和压力升高率偏高。     

不同海拔地区下混合燃料柴油机性能试验研究

采用大气模拟测控系统对4100QB-2柴油机燃用生物柴油/纯柴油混合燃料运行在不同海拔高度(81kPa和101kPa)下的性能进行了台架试验.试验分析了混合燃料的物性,根据其物性和掺混比计算出当量比油耗.对比分析了不同海拔下的自然吸气柴油机燃用混合燃料的外特性和负荷特性及有效热效率、机械效率.     

含氧混合燃料柴油机排放性能试验研究

在一台直喷柴油机上研究了不同碳酸二甲酯（DMC）添加比例对柴油机排放性能的影响。结果表明，随着燃料中DMC掺混比例的增加，发动排气烟度大幅度降低，NOx无明显上升；CO排放也随着DMC的增加而降低。     

柴油机清洁含氧燃料及其发展

本文对柴油机含氧燃料进行了综述,对醇类燃料、醚类燃料、生物柴油、酯类燃料、醚酯类清洁含氧燃料的理化性质、排放特性以及在柴油机上的应用进行了讨论,分析了含氧燃料的优缺点,指出了今后柴油机应用含氧燃料的趋势。     

柴油机清洁含氧燃料及其发展

本文对柴油机含氧燃料进行了综述,对醇类燃料、醚类燃料、生物柴油、酯类燃料、醚酯类清洁含氧燃料的理化性质、排放特性以及在柴油机上的应用进行了讨论,分析了含氧燃料的优缺点,指出了今后柴油机应用含氧燃料的趋势。     

燃料含氧量在不同海拔下对柴油机性能的影响

为了研究生物质燃料含氧量在不同海拔地区对柴油机性能的影响关系,进行了燃用不同氧质量分数的生物柴油-乙醇-柴油(BED)混合燃料和纯柴油的对比试验.结果表明,发动机外特性在不同大气压力下BED混合燃料的转矩均低于纯柴油,并随氧质量分数的增加逐渐降低,随大气压力的升高降幅逐渐减小;当量燃油消耗率在81,kPa时均低于纯柴油,随着氧质量分数的增加逐渐降低,随着大气压力的升高,在中低转速下当量燃油消耗率随氧质量分数的增加有上升趋势,在100,kPa下超过了纯柴油.负荷特性表明,当量燃油消耗率在不同大气压力下随氧质量分数的增加逐渐降低,降低幅度逐渐增大;随着大气压力的升高,当量燃油消耗率逐渐降低.在81,kPa高原环境的低负荷下,各种燃料的碳烟排放差别不大,随着负荷的增大,各种燃料的碳烟排放随着氧质量分数的增加逐渐降低.含氧BED混合燃料的最佳喷油提前角随着混合燃料中生物柴油比例的增加而减小,随着乙醇比例的增加而增大.     

新型复合含氧燃料对柴油机燃烧和排放特性的影响

分析了自行配制的新型复合含氧燃料FHYJ和F10(体积比例为10%的FHYJ和柴油的混合燃料)的理化特性,在车用BJ493Q柴油机上进行了燃用F10的试验,比较和分析了燃用柴油和F10时柴油机的动力性、经济性、燃烧特性和排放特性.结果表明:在柴油机不做任何改动的条件下,与原机相比较,燃用F10时动力性变化不大;能量消耗率略有改善,改善程度在低负荷时较中、高负荷大;缸内压力、压力升高率、放热率峰值略有下降,出现位置后移2℃A～4℃A左右;滞燃期和预混合燃烧期延长,扩散燃烧期和燃烧持续期缩短;碳烟排放显著降低,最大降幅达83.1%,CO和Nox排放略有改善,HC排放基本相同.     

含氧燃料添加剂对柴油机性能和排放的影响

研究了用碳酸二甲酯（ＤＭＣ）作为含氧燃料添加剂对燃料性质及柴油机性能和排放的影响。结果表明,在柴油中添加ＤＭＣ,燃料十六烷值降低,发动机热效率提高,烟度减小。当ＤＭＣ添加比例为１０％时,发动机功率基本维持不变,热效率提高３％,排气烟度降低４０％;而继续加大ＤＭＣ添加比例（如２０％）,虽然能进一步降低碳烟排放,但发动机功率将有明显降低。研究结果表明,在柴油中添加ＤＭＣ的合适比例为１０－１５％。     

柴油机实现高EGR率方法的计算分析

废气再循环是简单有效地减少NOx排放的方法。本文讨论了在柴油机中实现EGR的方法，并以一台4缸柴油机为例计算了不同工况条件下高、低压EGR系统的柴油机性能参数变化情况。结果表明：低压EGR系统在NOx排放上优于高压EGR系统；在高压EGR系统中，背压阀的位置对柴油机性能有一定影响；带有稳压箱的低压EGR系统在相同EGR率下油耗增加和功率损失最小。     

生物含氧燃料成分对柴油机性能影响的试验研究

将占体积比80％的柴油分别掺混20％乙醇、20％生物柴油以及10％乙醇和10％生物柴油的混合物,连同纯柴油组成E20、B20、E10810和柴油共4种燃料,在一台4缸柴油机上进行燃烧、性能及排放特性试验研究。结果表明：含氧燃料成分的不同对折合油耗率基本不产生影响,但对燃烧和排放特性影响较大。发动机燃用E20的缸内最大爆发压力较柴油要大,B20、E10810较柴油要小;含氧燃料中生物柴油的加入使最大压力升高率减小,燃烧变得柔和;含氧燃料的放热时刻均落后于柴油的放热时刻。含氧燃料成分在中低负荷下对HC和CO的排放影响较大,随着含氧燃料中乙醇比例的增加HC和CO排放增加,在中高负荷下,3种含氧燃料的HC和CO排放基本相当;除了在2300r／min的中低负荷下含氧燃料的HC和CO排放较柴油高以外,其它工况下含氧燃料的HC和CO排放较柴油要低。含氧燃料成分不同对NOx排放的影响很小,3种含氧燃料的NOx排放都比柴油低。3种含氧燃料的碳烟排放较柴油要低,而且随含氧燃料中乙醇比例的增加,碳烟排放减小。     

生物含氧燃料对柴油机排放特性影响的研究

在柴油中分别掺混20％乙醇、20％生物柴油以及lO％乙醇和10％生物柴油,组成E20、B20、E10B10和柴油共4种燃料,在一台4缸柴油机上进行排放特性试验研究.结果表明:在中低负荷下,含氧燃料对HC和CO的排放影响较大,随着含氧燃料中乙醇比例的增加HC和CO排放增加,在中高负荷下,3种含氧燃料的HC和CO排放基本相当;除了在2200r·min-1的中低负荷下含氧燃料的HC和CO排放较柴油高以外,其它工况下含氧燃料的HC和CO排放均较柴油低.含氧燃料不同对NOx排放的影响很小,3种含氧燃料的NOx排放都比柴油低.3种含氧燃料的碳烟排放也较柴油低,而且随含氧燃料中乙醇比例的增加,碳烟排放减小.     

柴油机用含氧燃料的研究

基于大量实验研究,分析了甲（乙）醇、植物油单酯、二甲基醚作柴油机燃料的燃料性能和排放性能,表明这些含氧物质是较理想的柴油机低排污代用燃料。     

柴油机含氧清洁燃料研究简述

阐述了国内外柴油机代用燃料研究情况，同时重点分析了含氧清洁代用燃料研究的现状及成果，研究结果表明，使用DME作为柴油机的代用燃料，其NOx，微粒，SO2，碳烟排放均较低。     

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。     

运行在不同海拔下增压柴油机的EGR试验研究

随着海拔高度的增加，大气压力降低，导致柴油机的过量空气系数减小，然而柴油机在进行EGR后，过量空气系数减小的幅度增加，柴油机的各项工作特性参数发生不同程度的变化，以至于各个工况点下的最佳EGR率发生变化。使用内燃机大气模拟综合系统，对在不同海拔地区运行的柴油机进行EGR后的经济性和烟度的变化规律进行了初步研究，所获得的结论为在高原地区运行的柴油机采用EGR以及EGR技术的进一步研究提供了依据。     

含氧燃料对柴油机高原工作特性影响

以单缸柴油机为对象,探索燃用新型含氧柴油(独立含氧化合物)和含氧混合柴油(煤基/含氧柴油体积比为1∶1)的燃烧及排放特性变化,并对高原环境工作特性进行优化．结果表明：定增压燃用含氧柴油和含氧混合柴油能提升功率和有效热效率,但两种燃料随转速呈一定变化．低速、小负荷时燃用含氧柴油较含氧混合柴油功率和有效热效率略高．随转速增加,含氧柴油功率高于含氧混合柴油．在高原外特性增压规律下,转速为1 100 r/min时燃用含氧燃料,最大功率提升6.50%,对应有效热效率提升14.00%,转速为2 500 r/min时最大功率提升1.68%．含氧柴油在转速为2 500 r/min、过量空气系数1.6时功率提升11.20%,对应有效热效率提升1.97%．各工况下燃用含氧柴油的NOx和颗粒物(PM)排放均显著降低,最大降幅为28%和87%.     

EGR对直喷式柴油机瞬态工况燃烧噪声影响的试验研究

设计了合适的废气再循环(EGR)系统和试验方案,通过测量引入EGR前后影响燃烧噪声的参数,开展EGR对直喷式柴油机瞬态工况燃烧噪声影响的研究.研究结果表明:引入合适的EGR量,可以降低柴油机瞬态工况燃烧噪声,使大部分负荷工况的柴油机瞬态工况辐射噪声降低1dB以上,且对动力性能影响不大.针对试验结果的分析表明:合适的EGR率使得瞬态工况过程的压力升高率降低,压力高频振荡幅值减小,从而引起相应的燃烧噪声的降低.     

CA498车用柴油机EGR的试验研究

进行了不同工况下EGP率对发动机排放和性能影响的试验研究。在试验中按ECE R49十三工况法研究了有EGR时NOx和微粒的变化规律,并对柴油机性能进行了分析。在综合考虑EGR对各工况的排放及性能影响的基础上,确定十三工况中应进行EGR的工况及相应的最佳EGR率。     

极寒条件下含氧燃料对柴油机冷起动特性的影响

针对柴油机存在低温冷起动困难甚至无法起动的问题,基于起动/发电机集成一体化技术柴油机,在高原低温发动机冷起动试验舱,研究-50号柴油A0(氧质量分数为0%)、A1(氧质量分数为2.05%)和A2(氧质量分数为4.40%)燃料在-43℃下对柴油机冷起动过程的影响和燃烧特性分析．结果表明：相比A0纯柴油,燃用A1、A2含氧燃料起动时间分别缩短了36.64%和42.71%;起动累计油量分别降低47.8%和60.6%;怠速运行前60 s内转速波动率分别降低25.3%和43.8%．燃用燃料氧质量分数越高,起动燃烧首循环的缸内压力、燃烧放热率、缸内燃烧温度和缸内压力升高率峰值越高,且燃烧重心前移,燃烧持续期越短;起动转速上升过程循环数越少,平均最大缸内压力越大,起动过程燃烧稳定性越好．