柴油机燃用柴油一碳酸二甲酯（DMC）混合燃料时缸内辐射传热的变化

研究了柴油机燃用柴油-DMC混合燃料后由于碳粒生成量减少而引起的缸内辐射传热量的变化以及发动机尾气烟度的变化。结果表明，添加DMC后排气烟度能够得到显著改善，并且存在一个最佳添加比例；同时随着添加比例的提高，缸内辐射传热量有所降低；对比尾气烟度和缸内辐射传热量，可以得到碳烟的生成量与缸内辐射传热量呈正比关系。     

燃用含氧燃料对柴油机热量分配影响的试验研究

从热平衡分析着手,对柴油机燃用柴油和碳酸二甲脂(DMC)混合燃料后缸内传热规律及热效率和动力性进行了研究.研究结果表明:燃用柴油与DMC混合燃料的热平衡与燃用纯柴油相比有所不同,随着DMC在柴油中添加比例的增加,转化为有效功的比例也逐渐增加,当DMC添加比例为15%～20%时,有效功的比例增加3%左右,而冷却水、排气、机油带走热量的比例均有所下降.     

柴油机燃用柴油-碳酸二甲酯(DMC)混合燃料时缸内辐射传热的变化

研究了柴油机燃用柴油-DMC混合燃料后由于碳粒生成量减少而引起的缸内辐射传热量的变化以及发动机尾气烟度的变化.结果表明,添加DMC后排气烟度能够得到显著改善,并且存在一个最佳添加比例;同时随着添加比例的提高,缸内辐射传热量有所降低;对比尾气烟度和缸内辐射传热量,可以得到碳烟的生成量与缸内辐射传热量呈正比关系.     

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。     

柴油机燃用柴油/水煤浆混合燃料性能与排放研究

对柴油机燃用柴油/水煤浆混合燃料进行了试验研究,结果表明:与柴油相比,使用混合燃料后柴油机多数工况的有效热效率下降;燃料消耗率有所增加,但折算成当量柴油消耗率基本降低;NO_x排放明显下降,最低为原机的20%;CO和HC排放有所上升,但仍能满足排放标准。     

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。     

柴油机燃用乙醇-柴油含氧燃料时微粒特性的分析

研究了一台增压柴油机燃用乙醇一柴油时的微粒总质量排放及粒径分布特性,并对微粒中可溶性有机物(SOF)、干碳烟(DS)和硫酸盐的质量百分比及SOF中的组分进行了分析。结果表明：使用含氧燃料后柴油机排气烟度大幅度降低而微粒总排放量降低幅度要小一些;微粒中DS排放降低;SOF排放增加,与未燃甲酯的产生导致HC排放增加有关;多环芳香烃比例随发动机负荷增大而减小;含氧燃料使得粒径分布在0．2～0．5μm范围内的比重在小负荷时降低,大负荷时升高。     

柴油机缸内传热计算

传热计算模型中考虑了柴油机气缸内对流、辐射和导热3个方面的传热,在计算缸内传热情况时,气缸内对流传热采用紊流模型,辐射传热采用火焰模型,导热采用周期性瞬态传热模型,并考虑三之间的耦合关系,得到了准确的计算结果。对150HP柴油机进行了计算和试验,取得了良好效果。     

大功率柴油机缸内传热与热负荷分析研究

在对柴油机缸内燃烧和传热研究的基础上,结合所研究的柴油机缸内高温部件的实际结构,应用GT-POWER软件建立了某型柴油机整机数值仿真模型.通过对标定工况和最大扭矩工况下缸内热流分布以及各高温部件的温度场分析表明:高温燃气与活塞的对流传热量最大,缸套与冷却液的对流传热量远大于缸盖与冷却液的对流传热量;缸套、缸盖、活塞的最高温度在标定工况时均高于最大扭矩工况,进、排气门的最高温度在最大扭矩工况均高于标定工况;在所有缸内高温部件中,排气门头部温度最高,最大扭矩工况时达到813K.     

2105柴油机燃用棉籽油的试验研究

阐述了在２１０５柴油机上掺烧５０％、７５％的棉籽油和燃用纯棉籽油，纯柴油的试验研究，可为柴油机代用燃料的开发与使用提供理论和数字依据。     

柴油和碳酸二甲脂混合燃料对柴油机性能的影响

碳酸二甲酯(DMC)具有含氧量高、沸点低、与柴油互溶性好等特点,适合作为柴油机的燃料添加剂。在轻型直喷式柴油机上对柴油机燃用柴油和碳酸二甲脂混合燃料后,柴油机的燃烧特性、传热特性、排放特性进行了研究。结果表明:燃用柴油和碳酸二甲酯混合燃料后,柴油机的碳烟排放大幅度下降,缸内辐射传热量减少,热效率提高。     

基于放热率分析的乙醇柴油燃烧特性的研究

对高速轻型车用柴油机燃用乙醇柴油燃料的放热率和燃烧特性进行了研究,并对多种比例乙醇柴油的排放特性进行了考察。研究表明:在乙醇柴油的十六烷值恢复到原柴油的条件下,乙醇柴油的预混燃烧延长,扩散燃烧缩短,总的燃烧持续期缩短;高负荷下的着火延迟接近柴油,但在中低负荷仍然与柴油有较大的差距;乙醇柴油的最大瞬时放热率低于柴油。在排放方面,乙醇柴油能够同时降低烟度和NOx排放,但在中低负荷下的CO和HC略有上升。     

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。     

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。     

直喷式LPG/柴油混合燃料压燃发动机的研究

基于液态LPG／柴油混合燃料在油泵前按一定比例混合和缸内直喷压燃的构想,开发了液态LPG／柴油比例混合电子控制系统。对该控制系统进行的一系列性能测试结果表明,它能根据发动机不同工况的需要,任意调节液态LPG／柴油的混合比,且调整精度较高。应用该系统,进行了直喷式LPC／柴油混合燃料压燃发动机的性能试验。试验结果表明：直喷式LPG／柴油混合燃料压燃发动机具有与柴油机相同的动力性与燃料经济性,而其烟度、NOx和HC排放均优于原柴油机。     

十六烷值改进剂对乙醇-柴油发动机放热率与排放的影响

研究了十六烷值改进剂对轻型高速柴油机燃用乙醇柴油燃料时放热率与排放特性的影响．在含15％乙醇的柴油中加入不同量(0、0．2％和0．4％)的十六烷值改进剂,并在一台高速柴油机上分别对这些燃料进行了试验研究．结果表明：柴油机燃用乙醇-柴油后,动力性有一定程度降低,但是热效率得到较大幅度改善,烟度和氮氧化物排放有很大程度的降低;在乙醇-柴油中加入适量的十六烷值改进剂,柴油机的动力性有所恢复,烟度和氮氧化物进一步降低,中低负荷下CO和HC排放得到很大改善．乙醇柴油燃料的着火延迟增加,燃烧持续期缩短,大负荷下最大放热率增加;加入一定量的十六烷值改进剂,中高负荷下的燃烧特性可以恢复到柴油机的水平,但是在低负荷下与纯柴油仍然有一定的差别．     

颗粒杂质对柴油机油水分离器使用寿命影响的研究

基于SAEJ1839—1997标准,采用向油液中添加ISO 12103-A3粉尘的方式来模拟实际工况下油液的颗粒污染状态,开展颗粒物对油水分离器油水分离效果和使用寿命影响的试验研究。在测试流量为5L/min、上游基准质量浓度为30mg/L、水流量为燃油流量的0.25%时,油水分离器工作125min后,压差值升高1.5kPa,水分离效率下降到88%以下。试验结果表明:油水分离器工作不到建议行驶里程的一半时,水分离效率就已无法达到技术指标要求。为切实保护共轨系统要求,应采取缩短油水分离器的更换周期,或在油水分离器的上游添加颗粒过滤器,对颗粒进行初步过滤,以延长油水分离器使用寿命。     

正丁醚/柴油混合燃料在单缸柴油机中的燃烧与排放特性研究

基于一台单缸压燃式发动机,研究了正丁醚（di-n-butyl ether, DnBE）/柴油混合燃料的燃烧与排放特性,并与纯柴油的试验结果进行了对比。分别采用平均指示有效压力（indicated mean effective pressure, IMEP）即发动机负荷0.55 MPa、0.65 MPa、0.75 MPa,废气再循环（exhaust gas recirculation, EGR）率0%、15%、30%,喷油正时上止点后-15°、-10°、-5°、0°及正丁醚掺混体积比20%、40%,综合评估了正丁醚/柴油混合燃料在不同发动机运行工况下的特性。台架试验结果表明：相比于纯柴油,正丁醚的添加使得缸内压力上升相位及放热开始时刻提前,并且在30% EGR率工况下更加明显。在所有测试工况下,正丁醚/柴油混合燃料的预混燃烧比例均小于纯柴油,且第一阶段放热率峰值更低。由于十六烷值的差异,40%正丁醚/柴油混合燃料的着火延迟时间与燃烧持续期更短且燃烧重心更早,表明其具有更快的燃烧速率。试验发现大比例正丁醚/柴油混合燃料的燃烧等容度更高,指示热效率高于纯柴油。此外,添加正丁醚后尾气中的NO_x与碳烟排放都会降低,而提高EGR率或推迟喷油均能有效减少NO_x的生成。综合而言,添加正丁醚可以有效缓解柴油机中NO_x排放、碳烟排放与指示热效率之间的权衡关系。     

基于传热系数反求法的船用柴油机组合活塞热分析

建立了柴油机组合活塞的2D有限元模型,并利用传热系数反求法对该模型进行热分析。在仿真分析中,将活塞头部外表面传热系数定义为设计参数,实测温度与仿真温度的差值定义为目标函数。通过仿真计算得到了活塞头部外表面传热系数的分布,并利用反求法得到的传热系数对有限元模型进行热分析,仿真结果与实测温度吻合;传热系数反求法收敛迅速,可以有效用于活塞及其他内燃机零部件的温度分布和热负荷分析。     

降低车用6缸柴油机热负荷的研究

针对某车用6缸柴油机整机热负荷过高,气缸盖鼻梁区出现热裂等问题,进行了整机热负荷、气缸盖底部温度测量、气缸盖底面上水孔水流分布等试验研究和水套内三维数值模拟分析。结果表明:水散热器散热能力不足和冷却水流量偏小是导致该型柴油机热负荷过高的主要原因;气缸盖水套内水流不合理,仅有约12.22%的冷却水对气缸盖底部进行了有效的冷却,是气缸盖底部热负荷过高造成鼻梁区热裂的主要原因。基于此,提出了4种气缸盖结构改进方案,通过数值模拟和试验验证得出,改进方案一能使气缸盖底部流速提高1.68倍,气缸盖鼻梁区最高温度降低12.2℃。采用气缸盖改进方案在同时提高冷却水泵转速、改善水散热器能力,不仅可进一步改善气缸盖热负荷,使鼻梁区温度降低,而且还可较好地解决整机热负荷问题。