186F柴油机柴油/甲醇不同掺烧方式的试验研究北大核心CSCD

文章在186F柴油试验机上进行了气道喷射甲醇和柴油/甲醇机外混合两种甲醇掺烧方式的燃烧与排放性能对比试验,并以柴油机掺烧甲醇后最大爆发压力降幅不超过5%,最大压力升高率不超过0.6 MPa/°CA为原则,确定了两种掺烧方式的甲醇掺烧范围。试验结果表明:在低负荷时,与柴油/甲醇机外混合方式相比,气道喷射甲醇方式的放热率峰值增加了12.7%,燃烧持续期缩短,缸内平均温度降幅明显,CO和HC的排放量更高,两者的最大爆发压力基本相同;在高负荷时,气道喷射甲醇方式的最大爆发压力提高了0.11 MPa,放热率峰值增加了7.9%,降低NO_(x)和碳烟排放的效果显著,但两者的缸内平均温度差值减小。在最大扭矩转速和标定转速下,气道喷射甲醇的甲醇掺烧比均高于柴油/甲醇机外混合,同时气道喷射甲醇在各工况下的甲醇掺烧比均可调,性能优势更加明显。     

燃用甲醇—柴油混合燃料的研究

本文针对柴油机采用混合燃料法掺烧甲醇时遇到的困难，借助流体力学理论研制开发出一种小型流体混合器。将其合理布置于柴油机的燃料系统中，能使柴油和甲醇形成均匀细化的混合燃料。经输油泵的机械作用后，制得均匀的乳化燃料。对混合器的工作原理、输油泵的机械乳化作用、回油和掺烧比的控制等问题进行了详细的阐述。     

燃用甲醇一柴油混合燃料的研究

本文针对柴油机采用混合燃料法掺烧甲醇时遇到的困难，借助流体力学理论研制开发出一种小型流体混合器。将其合理布置于柴油机的燃料系统中，能使架油和甲醇形成均匀细化的混合燃料。经输油泵的机械作用后，制得均匀的乳化燃料。对混合器的工作原理、输油泵的机械乳化作用、回油和掺烧比的控制等问题进行了详细的阐述。发动机燃用甲醇掺烧比不大于２０％的乳化燃料时，运转平稳、功率和排气温度正常。在高负荷下，发动机热效率有一定的提高。对实验结果进行了必要的分析。这项研究为柴油机燃用甲醇燃料探索了一种新的掺烧方式。     

乙醇/柴油混合燃料喷雾粒度分布特性研究

采用激光粒度分析仪对乙醇/柴油混合燃料稳态自由喷雾粒度分布进行了试验研究,并就不同喷油压力、喷孔直径对乙醇、柴油及乙醇/柴油混合燃料稳态自由喷雾粒度分布的影响进行了对比研究。试验结果表明:各种燃料喷雾索特平均直径(SMD)的空间分布沿喷雾轴线均呈逐渐减小的趋势,其中柴油喷雾的SMD在20～40μm范围内变化,乙醇喷雾较柴油喷雾具有更小的SMD,且其空间分布较为均匀;随着乙醇含量的增加,乙醇/柴油混合燃料喷雾的SMD不断减小,其SMD大小和空间分布均匀性介于柴油喷雾和乙醇喷雾之间。     

直喷式轿车柴油机燃用生物柴油的排放特性

在直喷式柴油机和装有该型号柴油机的轿车上燃用柴油/生物柴油混合燃料,未对原机作任何调整,研究了不同生物柴油掺混比例的混合燃料对烟度、CO、THC、NOx和CO2排放的影响.结果表明,直喷式柴油机和轿车燃用生物柴油后,烟度大幅下降,THC排放明显减少;烟度和THC的变化均与生物柴油掺混比例呈线性关系.柴油机CO排放在小于20%负荷下,随着生物柴油的比例增高逐渐增加;在大于20%负荷时,CO排放随着混合燃料中生物柴油的比例增高而减少;在轿车上,只有低比例掺烧(10%)的CO排放有所下降.柴油机上的NOx排放在低比例掺烧(10%)时下降,而在较高比例掺烧(30%)时,NOx排放升高;在轿车上,NOx排放都有所升高.在柴油机上,燃用生物柴油混合燃料后,CO2排放的总体趋势在减少,但减少比例随生物柴油掺混比例的不同而不同;在整车上,只有低比例掺烧(10%)时CO2排放降低,而较高比例掺烧(30%)时CO2排放升高.     

直喷式柴油机燃用甲醇/柴油混合燃料的燃烧及排放特性

研究了直喷柴油机燃用不同掺混比的甲醇和柴油混合燃料对柴油机经济性、动力性、燃烧特性和排放特性的影响，测录了掺甲醇量分别为10％、15％、20％混合燃料和纯柴油时柴油机各种性能，并通过对结果的比较，分析了甲醇掺混量对其影响的规律和原因，采用等过量空气系数法确定试验工况，以保证在同样的燃烧条件下进行比较，结果表明：在等转速和等过量空气系数条件下，加入一定量的甲醇改善了柴油机的燃烧特性，具有较高的燃烧热效率；烟度和CO排放随甲醇掺混量的增加而下降，掺甲醇使NOx排放升高，并在掺醇量为10％～15％时达到最大值。     

DPF主动再生柴油喷雾氧化的试验及模拟研究

综合可视化试验和数值模拟手段,研究分析了柴油机颗粒捕集器(DPF)主动再生时柴油氧化催化器(DOC)上游柴油喷雾特性及柴油在DOC内的氧化过程。利用高速摄影装置拍摄了柴油喷雾图像,分析了喷雾贯穿距和喷雾锥角,并利用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)对喷雾粒径进行了测量。标定了DOC内的柴油氧化模型和喷雾模型,在此基础上对柴油喷雾及燃油在DOC内的氧化过程进行了模拟。试验结果表明:柴油喷射速率越高,喷雾贯穿距和喷雾锥角越大;喷射速率对喷嘴出口处喷雾粒径分布有较大影响,沿喷雾轴线方向液滴的索特平均直径(SMD)随大粒径液滴数的变化而变化。模拟结果表明:柴油喷雾特性决定了排气管路和DOC入口处的碳氢(HC)分布;DOC出口处温度分布与DOC入口处HC分布具有密切的对应关系;碰壁及重力作用使得HC向排气管路底部集中,HC质量浓度接近2%;管路底部柴油过浓使得DOC出口截面底部的对应区域温度较低,低于450℃;增加排气管路长度可促进喷雾与气体的混合均匀性,缓解管路底部的柴油过度集中现象。     

在内燃机中掺烧甲醇新方式的试验研究

一种在柴油机上有效地掺烧甲醇的新方式,在495涡流燃烧室柴油机上已试验成功。当甲醇掺烧比不大于30%时,柴油机在各种工况下,折合油耗率比燃用纯柴油时低。这一效果,尤其低负荷时油耗率低是目前其他掺烧方式尚无法实现的。论文就掺烧甲醇蒸气的燃烧过程、新方法的特点以及与化油器熏蒸法的比较,进行了较深入的分析探讨。     

柴油机余热裂解甲醇并共轨燃烧的排放研究

在不改变6300ZC型柴油机结构和参数的基础上,从排气管引出高温尾气裂解甲醇气,并通入柴油机进气管混合燃烧。通过柴油机在各工况下掺烧甲醇裂解气运行与纯柴油（0号柴油）运行的对比试验,研究了共轨燃烧甲醇裂解气时6300ZC型柴油机的排放特性。研究结果表明,预混裂解气柴油机与原机相比,NOx与碳烟排放大幅度改善,HC排放明显降低,CO排放略有上升。在高负荷时,NOx排放可降低37.6%,碳烟排放可降低43.5%。     

低比例甲醇汽油对电喷汽油机排放影响的实验研究

在HH465Q-1E电喷发动机上进行了低比例甲醇汽油混合燃料的掺烧试验,结果表明与93#汽油相比燃用M5,M10,M15时发动机的动力性、经济性均得到改善。中低转速时,HC和CO排放物都显著降低,但在高转速时排放均有所增加,而NOx排放在中低转速时,有明显的提高,在高转速时降幅明显。M15中添加添加剂后排放有显著的改善。     

甲醇-柴油混合燃料对发动机燃烧及排放特性的影响

在一台YTR3105直喷式柴油机上进行了小比例甲醇-柴油混合燃料发动机的燃烧及排放特性试验研究。结果表明:在相同的平均有效压力和转速下,随着甲醇含量的增加,燃料着火延迟相应增大,使得燃烧过程向上止点后移动。混合燃料的滞燃期比柴油长,预混燃烧放热率峰值增大,燃烧持续期缩短,缸内最大爆发压力和压力升高率增加。与纯柴油相比,甲醇-柴油混合燃料HC排放有所升高,但NOx和碳烟排放降低。大负荷时,CO排放显著下降。     

ZS1100柴油机燃用甲醇-柴油混合燃料的试验研究

在ZS1100直喷式柴油机上,用自行配制的M15、M30甲醇-柴油混合燃料与纯柴油做了对比试验研究,进行了负荷特性、NOx和碳烟的排放对比试验,还进行了混合燃料的浊点测试和成本估算。研究结果表明,燃用M15、M30甲醇-柴油混合燃料后,发动机可以同时降低NOx排放和碳烟排放;结合成本考虑,比油耗明显下降;动力性几乎不受影响,具有良好的市场前景。     

Characteristics analysis for total volatile organic compounds emissions of methanol-diesel fuel

To study the characteristics of volatile organic compounds (VOCs) emissions from an engine fueled with methanol diesel, an experiment compared with petroleum diesel (0# diesel) and biodiesel was carried out on a Xichai 4CK diesel engine test bench by the solid phase adsorption-thermal desorption-gas chromatography mass spectrometry method. In this experiment, methanol-diesel (20 vol.% methanol), petroleum diesel and biodiesel were analyzed through the sampling system, which consists of Tenax TA adsorption tubes, flow sampling pump, the capillary gas chromatography–mass spectrometry (CGC/MS), etc. The experimental results demonstrate that total volatile organic compounds (TVOC) emissions of methanol diesel are lower than petroleum diesel but higher than biodiesel at maximum power, and that TVOC emissions of methanol diesel reduce with the rise of load but increase when the rotation speed of engine gets faster. And benzene and toluene are two main components of TVOC emissions of methanol diesel, accounting for more than 70% at rated power. Therefore, this study can provide a theoretical basis for popularization and development of methanol-diesel fuel in the future, meanwhile, contributing to make relative regulations and standards to control its emissions.     

增压柴油机燃用不同掺比菜籽油甲酯的燃烧和排放的试验研究

在D6114ZLQB车用增压柴油机上比较研究了不同比例的菜籽油甲酯和0号柴油的混合燃料对发动机燃烧过程、燃油经济性和排放特性的影响。试验结果表明：燃用体积比低于15%的菜籽油甲酯,发动机的缸内燃烧过程和纯柴油基本一致;增压柴油机燃用菜籽油甲酯和柴油的混合燃料可以有效降低碳烟、HC和CO的排放;NOx排放略有上升;15%以内的菜籽油甲酯对柴油机燃料经济性影响很小。研究认为：增压柴油机相对自然吸气式柴油机具有更好的生物柴油燃料适应性;在不改变发动机参数的条件下,低比例的菜籽油甲酯具有良好的推广应用前景。     

Performance and emission characteristics of a diesel engine using isobutanol–diesel fuel blends

The aim of this study is to investigate the suitability of isobutanol–diesel fuel blends as an alternative fuel for the diesel engine, and experimentally determine their effects on the engine performance and exhaust emissions, namely break power, break specific fuel consumption (BSFC), break thermal efficiency (BTE) and emissions of CO, HC and NO_x. For this purpose, four different isobutanol–diesel fuel blends containing 5, 10, 15 and 20% isobutanol were prepared in volume basis and tested in a naturally aspirated four stroke direct injection diesel engine at full -load conditions at the speeds between 1200 and 2800 rpm with intervals of 200 rpm. The results obtained with the blends were compared to those with the diesel fuel as baseline. The test results indicate that the break power slightly decreases with the blends containing up to 10% isobutanol, whereas it significantly decreases with the blends containing 15 and 20% isobutanol. There is an increase in the BSFC in proportional to the isobutanol content in the blends. Although diesel fuel yields the highest BTE, the blend containing 10% isobutanol results in a slight improvement in BTE at high engine speeds. The results also reveal that, compared to diesel fuel, CO and NO_x emissions decrease with the use of the blends, while HC emissions increase considerably.     

机车柴油机高原甲醇补氧方法探讨

针对高原内燃机车在隧道、上坡工况运用时，因工况变化导致柴油机空燃比降低、燃烧过程恶化、冒黑烟等现象的发生，提出了采用甲醇-柴油双燃料系统补氧方法，以提高功率，恢复柴油机正常运行，并对此进行了定性、定量分析。     

Properties and use of jatropha curcas oil and diesel fuel blends in compression ignition engine

In the present investigation the high viscosity of the jatropha curcas oil which has been considered as a potential alternative fuel for the compression ignition (C.I.) engine was decreased by blending with diesel. The blends of varying proportions of jatropha curcas oil and diesel were prepared, analyzed and compared with diesel fuel. The effect of temperature on the viscosity of biodiesel and jatropha oil was also studied. The performance of the engine using blends and jatropha oil was evaluated in a single cylinder C.I. engine and compared with the performance obtained with diesel. Significant improvement in engine performance was observed compared to vegetable oil alone. The specific fuel consumption and the exhaust gas temperature were reduced due to decrease in viscosity of the vegetable oil. Acceptable thermal efficiencies of the engine were obtained with blends containing up to 50% volume of jatropha oil. From the properties and engine test results it has been established that 40–50% of jatropha oil can be substituted for diesel without any engine modification and preheating of the blends.     

柴油机燃用柴油/甲醇混合燃料时的性能与排放研究

通过添加助溶剂形成一种稳定的柴油／甲醇混合燃料，并开展了柴油机燃用此混合燃料的性能与排放研究。研究结果表明：发动机热效率和柴油等热值燃油消耗率随混合燃料中甲醇含量的增加而改善，这是由于预混燃烧量的增加，燃料富氧以及扩散燃烧的改善所致。适当增加供油提前角可使柴油／甲醇混合燃料发动机热效率提高。燃用柴油／甲醇混合燃料可显著降低发动机CO和烟度，而对碳氢排放影响不大；在相同平均有效压力的条件下，N0x随甲醇含量的增加而增加，添加甲醇对N0x的影响在大负荷下更为明显。柴油／甲醇混合燃料燃烧时存在一个较为平坦的N0x／烟度关系曲线。     

乙醇/柴油不同掺醇途径的性能对比

为了对乙醇/柴油混合燃料的应用和研究获取更全面的认识,在增压柴油机上对比了燃用纯柴油时与泵掺法(高压油泵掺醇)、化醇法和蒸气法(进气道掺醇)对排放性能的影响.研究结果表明,泵掺法的当量燃油消耗率优于原机;化醇法和蒸气法在低、中负荷范围内的当量燃油消耗率增大,在中、大负荷范围内接近原机水平,泵掺法的HC排放较原机有一定的增加;CO排放在小负荷工况略有上升,大负荷时明显低于原机;NO_x排放有所下降,排气烟度显著降低,化醇法和蒸气法与原机比较,在所有工况的HC、CO排放均大幅上升;NO_x排放降低的幅度不大,排气烟度有一定的降低.高压油泵掺醇方式对增压柴油机性能的改善效果明显优于进气道掺醇方式。     

基于不同原料生物柴油混合燃料的发动机性能研究

对一台TDI柴油机燃用花椒籽、棉籽、棕榈和餐饮废油脂4种不同原料制成的生物柴油(以10%体积比分别与柴油混合制成)的动力性、经济性和排放特性进行了试验研究,探讨了4种生物柴油对发动机性能的影响。研究结果表明:在燃用4种生物柴油时,棕榈油制生物柴油的功率和纯柴油基本一致,其余混合燃料的功率都比纯柴油略有下降;4种混合燃料的油耗与纯柴油基本一致;与纯柴油相比,生物柴油混合燃料的碳烟、CO、HC排放均较低,而NOx排放略高。