改装直喷式柴油机中生物柴油喷雾燃烧过程试验研究

利用可视化装置,分析比较了直喷式柴油机燃用生物柴油与常规柴油的喷雾燃烧过程.研究结果表明:生物柴油的喷油时刻较早,着火时刻提前,着火滞燃期缩短,在早期预混燃烧阶段的燃烧速度大于柴油,而在扩散燃烧阶段的燃烧速度比柴油低.通过分析燃料性质、转速和喷油压力这3种因素对生物柴油燃料喷雾燃烧过程的影响,从而得出影响规律为:混合燃料喷油始点、着火时刻均有所提前,滞燃期变短,B5混合燃料的最高燃烧压力最高且出现稍早;生物柴油在高转速工况时的燃烧速度大,且最高燃烧压力也略高;随着喷油压力的提高,滞燃期缩短,燃烧持续期相应缩短,最高燃烧压力升高.     

生物柴油和石化柴油喷雾特性的对比研究

采用相位多普勒粒子分析仪,从索特平均直径、喷雾锥角和喷雾贯穿距等方面对生物柴油和0#柴油的喷雾特性进行了对比研究.基于高速摄像技术,拍摄了几个典型时刻生物柴油和0#柴油的喷雾图片.结果表明:在相同的喷射条件下,生物柴油的索特平均直径和喷雾贯穿距大于0#柴油,而喷雾锥角小于0#柴油.     

非食用源生物柴油喷雾特性的试验研究

采用高速摄影在基于高背压、大可视化场的定容弹(CVB)中研究了不同掺混比生物柴油的喷雾特性,并与柴油进行了对比。试验发现,随掺混燃料中生物柴油比例的增加,喷雾贯穿距增大,喷雾锥角减小,喷雾前端面速度增大。在0.05~0.475S时段的喷雾锥角对喷雾变化起重要作用,其中0.475S一般对应最终稳定的喷雾锥角。不同掺混比的生物柴油,在喷射后0.8 ms时,喷雾贯穿距开始出现较为明显的区分。     

生物柴油喷雾、着火和燃烧特性试验研究

在高温高压定容燃烧弹上,采用高速摄影法对不同掺混比例的生物柴油混合燃料进行研究,获取了喷雾、着火和燃烧火焰图像,分析了生物柴油这种含氧生物燃料对喷雾和燃烧过程的影响。研究结果表明:随着生物柴油掺混比例的增加,喷雾锥角减小;生物柴油的贯穿距离在喷雾初期比普通柴油长,但在喷雾中、后期基本一致;生物柴油与柴油相比,其滞燃期缩短,着火点数量增多;随着生物柴油在燃料中比例的增加,燃烧火焰的亮度和分布面积都随之下降。     

生物柴油喷雾特性试验研究

利用高速摄像装置和台架试验对生物柴油的喷雾特性进行了研究,分析了与生物柴油喷雾特性相关的参数,如喷油器针阀开启时刻、最高喷油压力、喷雾贯穿距离和喷雾锥角等.在与石化柴油对比研究后发现:在相同的试验条件下,生物柴油的喷雾贯穿距离和后期喷雾锥角均大于石化柴油,生物柴油的物性指标造成了喷雾特性上的差异.     

生物柴油发动机NOx排放影响因素的数值模拟

根据生物柴油与柴油物性参数的差别,对柴油缸内喷雾燃烧模型进行修正,建立了生物柴油的缸内喷雾燃烧模型,利用该模型计算得到的缸内压力示功图与试验结果进行对比,验证了模型的准确性;利用AVL - fire软件,计算了发动机参数对生物柴油NOx排放的影响规律,着重考察了喷孔直径、喷雾锥角、喷油提前角、EGR率对燃烧温度和NOx...     

直喷式柴油机燃用生物柴油的燃烧特性

在一台直喷式增压柴油机上进行了生物柴油、柴油及其掺混油B20、B50的性能试验,通过测量喷油器针阀升程、喷油压力和气缸压力曲线,对放热率、滞燃期等燃烧特性参数进行了分析,以研究生物柴油对发动机燃烧性能的影响。试验结果表明,在相同工况下,随着掺混油中生物柴油比例的增加,喷油始点逐渐提前,喷油延迟角逐渐变大,喷油压力和喷油持续期有所增加;滞燃期逐渐缩短,在大负荷尤为明显;预混合放热峰值逐渐降低,而扩散燃烧放热峰值逐渐增大;缸内最高燃烧压力提高,其对应的曲轴转角也逐渐提前。燃用生物柴油后发动机的热效率有所提高,在中等负荷时尤为明显。     

可控热氛围下柴油/丙烷混合燃料低压喷雾及自燃特性试验

利用高速摄影仪研究了可控热氛围下柴油/丙烷混合燃料低压喷雾及自燃特性,首先对混合燃料喷雾发展过程进行了研究,归纳出了喷雾贯穿距及锥角随时间的变化规律,在此基础上应用可控热氛围燃烧器,对混合燃料喷雾自燃特性进行了研究.结果表明:混合燃料喷雾形态相比柴油更加宽而短,随着混合燃料中丙烷含量的增加,喷雾贯穿距逐渐缩短,喷雾锥角增大.混合燃料喷雾着火延迟期表现出多阶段的变化规律,在较低的协流温度下,随着丙烷比例的增加,喷雾着火延迟期显著增大;而随着协流温度和丙烷比例的增加,使得喷雾着火延迟期先减小后增加;协流温度继续增大后,随着丙烷比例的增加,喷雾着火延迟期单调减小.混合燃料喷雾火焰起升高度变化规律与着火延迟期随协流温度变化规律相类似,即较长的着火延迟期对应较高的起升高度,而较短的着火延迟期对应较低的起升高度.     

生物柴油喷雾特性的试验研究

基于高速摄影,采用油泵试验台拍摄了常压下生物柴油和柴油的喷雾图像,并研究了油泵转速、喷孔直径和启喷压力对生物柴油喷雾贯穿距和喷雾锥角等喷雾特性的影响,对燃料特性差异与喷雾特性的影响也进行了分析讨论。结果表明：生物柴油的喷雾特性在规律上与柴油基本一致,但生物柴油的喷雾贯穿距离比柴油大,而喷雾锥角约为柴油的一半。     

柴油含水乙醇乳化燃料物性及喷雾燃烧特性研究

试验使用不同配比的柴油含水乙醇乳化燃料,对其理化、喷雾和燃烧特性进行了研究。随着柴油含水乙醇乳化燃料中含水乙醇含量的增加,乳化燃料的密度和运动黏度上升,表面张力略微下降,初始蒸馏温度下降,含氧量升高,十六烷值和低热值降低。试验使用定容燃烧弹,在常温高压和高温高压环境下,对乳化燃料非蒸发喷雾、蒸发喷雾及喷雾燃烧的特性进行了测试。研究结果表明:随着乳化燃料中含水乙醇比例升高,非蒸发喷雾贯穿距和喷雾锥角变化不大;蒸发喷雾贯穿距和喷雾锥角略微减小,但无明显规律,而蒸发喷雾中液相贯穿距离明显增加;燃烧火焰自发光亮度逐渐降低,表征碳烟生成量逐渐减少;在900K环境温度、21%氧体积分数条件下着火滞燃期变化不大。     

生物柴油缸内喷雾特性的数值模拟

采用数值模拟的方法研究了4102Q柴油机燃用生物柴油的喷雾特性,探讨了喷孔结构参数、针阀开启压力、生物柴油的掺混比、发动机转速、负荷和燃油温度对喷雾的贯穿距离和索特平均直径的影响规律,并与柴油进行比较,对计算精度进行了分析.研究结果表明:2种燃料的喷雾特性随上述因素的变化规律基本一致;生物柴油-柴油混合燃料的贯穿距离和索特平均直径均随生物柴油掺混比的增大而增大;相同因素条件下,生物柴油的贯穿距离和索特平均直径均大于柴油;2种燃料喷雾特性的差别是由其不同的理化特性引起的,密度和黏度是主要因素;数值模拟的精度是足够的.     

燃料设计改善发动机燃烧和排放的研究(2)--对柴油机燃烧与排放影响的分析

根据本文第一部分提出的含氧燃料设计思想与方法，以碳酸二甲脂(DMC)为例，研究了较宽比例范围内的DMC柴油混合燃料对柴油机的燃烧与排放特性的影响。在一台高速柴油机上测量了各种混合燃料在最高转速下的负荷特性和速度特性，以及主要工况下的示功图，并对燃烧特性进行了分析。试验结果发现：在柴油中加入一定比例的DMC后，由于物性参数的变化和喷雾特性的改善，混合燃料能够改善柴油机的燃烧与排放——热效率得到明显的提高，尤其在低转速下改善显著；烟度和氮氧化物排放同时降低，外特性线上的一氧化碳降低，碳氢排放仍然很低。对燃烧特性的分析发现：DMC柴油混合燃料的着火延迟延长，燃烧速率加快，燃烧持续期缩短。     

车用柴油机燃用生物柴油的研究进展和发展前景

简要介绍了生物柴油的主要制备方法和燃料特性,综述了生物柴油对车用柴油机的低温起动性能、动力性、经济性,排放特性以及燃烧特性影响的研究进展,阐述了近期针对生物柴油研究的新对象和新方法,并探讨了生物柴油的应用前景。     

生物柴油在柴油机中的应用研究

本文简要介绍了生物柴油在国内外发展现状,并以正和生物柴油为燃料,以4102QBZ增压柴油机为研究对象,进行了纯生物柴油和生物柴油与柴油的混合燃料在柴油机中应用的试验研究。试验结果表明：在柴油机不进行任何调整的情况下,燃用生物柴油能保证柴油机的动力性不变,并明显降低柴油机微粒、烟度、HC和CO排放,是一种理想的替代燃料。     

柴油机预混合燃烧滞燃期的试验

滞燃期是柴油机预混合燃烧当中一个极为重要的参数.在电控共轨柴油机上进行了EGR率、喷油始点、喷油压力、负荷、转速和进气温度等单一参数对预混合燃烧滞燃期的试验研究.结果表明,名义过量空气系数能够帮助解释各试验参数对柴油机预混合燃烧滞燃期的影响.混合气的温度、压力和混合气中O2浓度影响柴油机预混合燃烧的滞燃期.提高进气温度...     

增压柴油机燃用生物柴油的排放特性

通过对比实验研究了增压柴油机燃烧生物柴油和普通柴油对发动机动力性、经济性和排放特性的影响,研究结果表明：对于实验发动机,在对喷油泵不做任何调整时,直接燃烧生物柴油对柴油机动力性的影响小于5％;无论在全负荷还是在部分负荷工况下,燃用生物柴油均能大幅度降低柴油机的排气可见污染物、PT、CO和HC排放,但会引起NOx排放量的上升,通过适当推迟喷油提前角能明显降低燃用生物柴油时发动机的COx排放,同时还能保留排气可见污染物低、PT、CO和HC排放低的优点,但对发动机动力性的影响却不大,研究表明生物柴油是理想的可再生清洁燃料。     

Effects of injection strategies and fuel injector configuration on combustion and emission characteristics of a D.I. diesel engine fueled by bio-diesel

A multi-dimensional computational fluid dynamics (CFD) modeling was conducted on a D.I. (Direct Injection) diesel engine fueled by bio-diesel based on KIVA4 code. Comprehensive chemistry prediction of bio-diesel fuel was taken into account by enhancing the combustion model of the default KIVA4 code. An advanced multi-component fuel combustion model was applied to accurately predict the oxidation of saturated and unsaturated agents of the bio-diesel fuel using a reduced chemical kinetics mechanism. In order to accurately model spray, atomization and evaporation of the bio-diesel fuel, detailed thermophysical properties of fuel components were predicted and tabulated in the fuel routine of the KIVA4 code. After the validation for cylinder pressure and heat release rate at engine mid load with experimental engine tests, further numerical studies were performed to investigate effects of injection strategies such as double and triple injection pulses and axial location of injector nozzle. It has been found that cylinder peak pressure was increased by applying double and triple injections and some enhancements on output power was also observed. Moreover, it was found that nozzle axial location has considerable effect on combustion of the bio-diesel fuel where wall impingement of the liquid bio-diesel fuel resulted in lower evaporation and higher unburnt hydro carbon (UHC) emission.     

IEGR对小型非道路柴油机性能影响的可视化研究

以某小型非道路柴油机为样机,搭建了柴油机缸内喷雾燃烧过程可视化研究平台,进行缸内燃烧过程高速摄影研究,分析内部废气再循环（Internal Exhaust Gas Recirculation,IEGR）对小型非道路柴油机燃烧及排放性能的影响规律。结果表明,引入IEGR会缩短滞燃期,延长燃烧持续期。IEGR在低负荷时可提高缸内燃烧温度,在中高负荷时则可以降低缸内燃烧温度。随着IEGR率增大,NOx逐渐降低,且这种降低的趋势随负荷率的增加愈趋明显,SOOT均有一定程度的升高,但并未严重恶化。IEGR对柴油机油耗有一定的改善效果,且随负荷率的减小,IEGR对油耗率的改善效果增强。