F-T柴油掺烧甲醇对柴油机燃烧及振动特性的影响

针对F-T柴油和甲醇在柴油机性能上各自的优势,以F-T柴油为基础燃料配制不同比例的F-T柴油/甲醇混合燃料,在4100QBZL增压中冷柴油机上对比分析了甲醇含量对柴油机燃烧过程及振动特性的影响。研究结果表明:相比于0#柴油,燃用F-T柴油后,滞燃期缩短,压力升高率有较大程度的降低,燃烧更加柔和,但振动加速度受各种冲击的综合影响稍有增加;相对于F-T柴油,随混合燃料中甲醇体积分数的增加,滞燃期延长,压力升高率有所增大,燃烧始点推迟,燃烧等容度提高,热效率提高,振动加速度明显增加,限制了甲醇添加比例的进一步提高。     

增压中冷压燃式发动机燃用柴油醇的燃烧和排放

采用助溶剂解决乙醇和柴油相溶性差的问题并配制出柴油醇燃料,在一台增压中冷压燃式发动机循环供油量未作调整情况下,进行了燃用不同乙醇含量柴油醇的燃烧、性能和排放特性试验研究。结果表明：在供油量一致情况下燃用柴油醇,发动机的燃烧特性发生改变,导致性能和排放变化,且随燃料中乙醇含量的增加,变化趋势加剧,尤其小负荷的燃油消耗率及CO、HC排放增加较大。     

乙醇-甲酯-柴油含氧燃料对柴油机性能与燃烧特性的影响

在一台四缸柴油机上燃用乙醇-甲酯-柴油混合燃料,使得乙醇含量达到30%.研究了氧含量对柴油机动力性、经济性以及燃烧特性的影响.结果表明,在发动机不做调整的情况下,含氧燃料会使发动机动力有所下降,有效燃油消耗率上升,但等效燃油消耗率基本不变.乙醇含量越多,燃烧滞燃期越长,E20B、E30B的滞燃期比柴油分别长1.2°CA和2.5°CA;燃烧持续期会缩短,全负荷时E10B的燃烧持续期比柴油缩短了5°CA,E30B的燃烧持续期比柴油缩短了10°CA;另外随着乙醇含量的增多,最大爆发压力升高,放热率峰值增大.     

柴油机掺烧不同比例生物柴油的试验研究

将体积分数为10%2、0%、30%的生物柴油掺混到柴油里组成3种混合燃料,并连同纯柴油共4种燃料,在一台四缸增压中冷柴油机上进行性能、燃烧和排放特性的试验研究.结果表明,柴油机燃用生物柴油与柴油混合燃料的折合油耗率与燃用纯柴油时基本相当;燃用混合燃料的缸内最大爆发压力和压力升高率较低,着火时刻较晚;混合燃料的NOx和碳烟排放与燃用纯柴油时相比均有不同程度的降低,但混合燃料的HC和CO排放只是在1 500r/min时才较纯柴油低,当转速在2 300 r/min时,混合燃料的HC和CO排放更高.     

煤基混合燃料对柴油机燃烧与排放特性影响的研究

在一台高压共轨增压中冷柴油机上研究了煤基混合燃料(33%煤炭提取配方,67%-35#柴油)的燃烧与排放特性。结果表明:相比于燃用-35#柴油,燃用煤基混合燃料时柴油机的燃烧滞燃期基本不变,放热率峰值增大,低转速全负荷时最大缸内燃烧压力降低,而在高转速时变化不大;燃用煤基混合燃料时PM_(2.5)排放物质量浓度降低,全负荷工况下PM_(2.5)排放物质量浓度平均降低约15.2%,部分负荷工况下,低负荷时的改善效果最为明显,平均降低约56.3%;燃用煤基混合燃料时NO_x排放物体积分数略有增大。     

增压中冷柴油-天然气双燃料发动机燃烧特性的实验研究

对天然气替代率、引燃柴油喷油时刻和中冷后进气温度等燃烧系统参数对增压中冷柴油—天然气双燃料发动机燃烧特性的影响进行了实验研究。研究结果表明：增压中冷柴油—天然气双燃料发动机的燃烧放热速率比纯柴油快，引燃柴油的着火时刻和缸内燃料空燃比值决定着双燃料发动机的燃烧特性，即着火时刻在上止点前且空燃比值较小时，其燃烧接近于定容燃烧过程，随着天然气替代率的升高，缸内最大爆发压力和最高燃烧温度升高；而着火时刻在上止点后且空燃比值较大时，其燃烧接近于等压燃烧过程，随着天然气替代率升高，缸内最大爆发压力和最高燃烧温度降低。最大爆发压力、最高燃烧放热率和最高燃烧温度随引燃柴油喷油提前角的增大而升高；而随着进气温度升高，最大爆发压力和缸内温度增大。     

柴油引燃乙醇均质混合气的二元燃料燃烧特性

在一台单缸增压中冷试验柴油发动机上,研究了不同转速和负荷下乙醇在进气道形成均质混合气,然后在气缸内由柴油引燃的二元燃料燃烧特性.结果发现:采用柴油引燃乙醇混合气的二元燃料燃烧方式,在高负荷时预混燃烧量明显增加,扩散燃烧大幅度减少;在低负荷以及整个低速工况下都实现了单峰快速放热.另外,采用这种燃烧模式能够降低绝大部分工况的最高燃烧温度,并缩短高温持续时间.研究还发现,这种二元燃料燃烧大部分工况的最高爆发压力和压力升高率都比原机高,燃烧持续期短于原机,在中高负荷时能大幅度地减少柴油消耗并提高发动机热效率.与原柴油机相比,采用二元燃料燃烧的指示热效率最高提高了11.09%.     

柴油机燃用生物柴油及柴油的燃烧分析与排放特性

为了进一步弄清楚生物柴油对发动机燃烧和排放的影响.在发动机试验台架上,对一台增压中冷车用柴油机进行生物柴油和柴油的性能及排放等试验.试验按国家标准GB17691—2001规定的测量方法、全负荷速度特性以及不同转速下的负荷特性进行.测录了示功图并进行了不同燃料的燃烧比较和分析.结果表明,生物柴油由于其燃料特性,引起喷油提前,但滞燃期较短,预混燃烧比例较小.排放测试结果表明,生物柴油的烟度、HC和CO下降,但NOx排放增加.按13工况法,燃用生物柴油,HC和CO分别下降21.3%和1.7%;NOx增加2.9%.     

甲醇/生物柴油/F-T柴油混合燃料燃烧特性与排放特性研究

选取煤基燃料F-T柴油和甲醇,并辅以生物柴油,配制成甲醇/生物柴油/F-T柴油混合燃料,在未做调整的四缸增压中冷柴油机上进行试验研究。结果表明:混合燃料的燃烧放热率峰值、压力升高率峰值和缸内压力峰值均随混合燃料中生物柴油比例的增加而增加,且对应的相位延迟;外特性下燃用混合燃料时,碳烟、氮氧化物的排放量明显降低,在低转速下一氧化碳降低幅度较大,混合燃料对甲醛也有较大幅度的减排作用。     

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。     

自然吸气直喷压燃式发动机燃用柴油醇的性能和排放

应用助溶剂解决了乙醇和柴油相溶性较差的问题并配制柴油醇燃料,分析了柴油醇的主要理化特性,结果表明,柴油醇的黏度、热值和十六烷值有所下降,但汽化潜热却明显增加。自然吸气直喷压燃式发动机不作任何调整,燃用E10柴油醇,动力性和经济性基本不变,燃用E20柴油醇,动力性下降,小负荷经济性恶化。燃用柴油醇,在中小负荷工况,CO和HC浓度排放增加,NOx浓度排放减少;在大负荷工况,CO浓度排放减少,HC浓度排放变化较小,NOx浓度排放增加,排气烟度降低明显。柴油醇中乙醇含量越多,排放性能变化越大。适当推迟供油提前角对压燃式发动机燃用柴油醇的性能有利。     

植物油发动机在JS6608汽车上应用的试验研究

柴油机直接燃用植物油燃料,存在启动困难、在怠速、低转速和小负荷等工况时燃烧排放性能差等问题。本文对原车柴油机燃料供给系统进行改进设计,应用控制单元对燃油供给系统进行控制,在启动、怠速、低转速和小负荷时给发动机供柴油,中高负荷时给发动机供植物油,实现柴油和植物油燃料的双供给。改装后整车道路试验表明,燃用植物油汽车运行可靠,动力性、经济性与原车相当,在中高负荷时燃烧和排放特性优于柴油车。     

乙醇与柴油混合燃料燃烧特性及排放特性的试验研究

在一台YC4112ZLQ增压柴油机上进行了不加任何助溶剂和着火改进剂的情况下,无水乙醇与柴油混合对柴油机燃烧过程影响的研究。试验结果表明,随着混合燃料中乙醇比例的提高,滞燃期延长,放热峰值增大,缸内最大爆发压力和最大压力升高率升高。与柴油相比,E10和E20有效热效率与原机相当,E30在高速大负荷工况热效率降低,NOx和碳烟排放明显降低;但HC和CO排放随着混合燃料中乙醇比例的增大,发动机转速为1500 r／min时,HC排放和CO排放均降低,发动机转速为2300 r／min时,HC排放和CO排放均有所升高。     

用扩散及准均质混合气压燃的组合燃烧降低柴油机碳烟与NOx排放的研究

在柴油机的一部分工况采用现有的扩散燃烧方式，另一部分工况采用柴油引燃醇燃料均质混合气的组合燃烧方式，利用醇燃料的高汽化潜热和含氧的特性，达到同时降低柴油机碳烟及氮氧化物(NOχ)的目的，并且避免在小负荷燃烧醇燃料带来的高醛类排放问题。在一台4缸水冷直喷式发动机上采用上述组合燃烧法进行试验，从发动机进气管处喷进乙醇形成均质混合气，然后由柴油引燃。由电控装置控制乙醇喷入量及其喷入时刻。试验结果表明，与原机相比，碳烟和NOχ排放分别减少了50％和30％，同时燃料的消耗率也有大幅度降低。     

推进特性试验下生物乳化柴油对柴油机性能的影响

在柴油机上进行柴油、三种生物乳化柴油(E10、E15和E20)和生物柴油的推进特性试验,就其燃烧特性、动力性、经济性及常规排放特性进行对比。试验结果显示:高转速时,生物乳化柴油的缸内燃烧压力和放热率略低于柴油,缸内燃烧温度有所降低;动力性相比柴油略有下降,仅E10的燃油消耗率比柴油低,B100最高;烟度和NOx排放均有显著降低,且随水和丁醇掺混比例增加而降低; CO和HC排放与柴油基本无差别,整体增加不多。表明:生物乳化柴油作为替代燃料能保证柴油机运行的稳定性,可同时降低柴油机的烟度和NOx排放,具有良好的环境效益和经济效益。     

An experimental investigation of exergetic performance and emission characteristics of hydrogen supplemented biogas-diesel dual fuel engine

An experimental investigation of a conventional diesel engine with diesel, biogas and hydrogen as fuels has been carried out, while the engine is modified to operate in dual fuel mode using diesel as the pilot fuel and biogas as the main fuel respectively. In order to improve the biogas-diesel dual fuel engine performance and emission characteristics, small percentages of hydrogen supplementations, viz. 5%, 10%, 15% and 20%, in biogas were studied and the comparison was also made to that with the neat biogas-diesel dual fuel operation. Engine performance characterization has been done with exergy based approach, and major sources of irreversibilities in various engine processes are also investigated and compared for the above mentioned cases. The results show that hydrogen supplementations in biogas have lesser effect on the combustion characteristics at low load, while, at high load, the combustion patterns change significantly with higher heat release rates and peak combustion pressures. Furthermore, performance and emission characteristics are found nearly unaffected with 5% of hydrogen addition both at low and high loads. Nevertheless, further addition of hydrogen in biogas causes improvements in performance and emission characteristics of the dual fuel engine.     

不同喷醇方式对柴油机实行柴油/醇组合燃烧时性能的影响

提出了柴油／甲醇的组合燃烧方式。在一台高速非增压直喷柴油机上采用组合燃烧方式进行了柴油机燃用甲醇的试验，对比了不同喷醇方式(单点喷醇和多点喷醇)对柴油机实行组合燃烧时性能的影响。试验结果表明，采用组合燃烧方式的柴油机燃用甲醇时，多点喷醇方式获得的动力性、经济性以及排放品质等综合性能要优于单点喷醇方式。     

机电联合控制LPG-柴油双燃料增压发动机的研究

对增压柴油机燃用 L PG-柴油双燃料、采用 2种机电联合控制方案进行了较为深入的研究 ,对比分析了原柴油机和机电联合控制 L PG-柴油双燃料发动机的动力性、燃料经济性和碳烟、NOx、CO、HC排放。机电联合控制方案 1的试验研究表明 :掺烧 L PG后 ,可以显著地降低柴油机的碳烟排放 ;但在小负荷范围内 ,燃料消耗率略有增加 ,HC、CO排放增加较多。机电联合控制方案 2的试验研究表明 :双燃料发动机和原柴油机外特性相比 ,转矩几乎不降低 ,燃料消耗率略有下降 ,碳烟排放显著降低 ,NOx、CO排放变化不大 ,HC排放增加 ;双燃料发动机和原柴油机负荷特性相比 ,燃料消耗率在小负荷范围内持平而在中等以上负荷略有下降 ,碳烟排放显著降低 ,NOx 排放变化不大 ,HC、CO排放在小负荷范围内基本相同而在中等以上负荷略有增加。