富氧燃烧对柴油机排放特性的影响

柴油机因其废气中的碳烟排放高而被排除在清洁发动机之外。减少碳烟排放的一种方法是增加缸内空气的氧含量，使燃烧更彻底充分进行。本文介绍了在S195柴油机上进行富氧燃烧试验。对其排放特性进行比较与分析，通过试验研究，找到在富氧条件下同时降低碳烟和NOx排放的方法。     

柴油机富氧燃烧技术研究

降低柴油机的NOx与碳烟排放是内燃机进一步发展的重要举措。应用膜法富氧燃烧能够提高柴油机燃烧性能,降低排放。本文介绍了膜法富氧技术的原理及其参数设计要求,并以柴油发动机为例,建立内燃机燃烧模型和排放模型,通过针对模型的分析研究膜法富氧技术在柴油机上应用的可行性。     

柴油机富氧进气燃烧的研究进展

简述了富氧进气对柴油机燃烧过程的影响,综述了柴油机富氧进气燃烧动力性、经济性、排放特性和降低NO排放的研究现状与进展,介绍了柴油机富氧进气燃烧技术的应用研究情况,最后提出了柴油机富氧进气燃烧研究几个值得关注的方向。     

高比率冷EGR与进气富氧对柴油机燃烧及排放特性的影响

对普通增压中冷柴油机,采用富氧进气与高比率冷EGR相结合的技术,实现缸内富氧燃烧。未经优化的情况下使用富氧燃烧,NO排放随氧浓度的上升而大幅增加。富氧进气与高比率冷EGR相结合,可以显著降低碳烟的排放并抑制NO的过度增长,同时保证发动机的燃烧热效率和输出功率不降低。将不同浓度的氧气、EGR废气及空气三者充分混合,冷却后引入气缸参与燃烧;调整掺氧浓度和EGR率,考察发动机在各种掺比下的燃烧及排放特性。试验结果表明:在1 600 r/min全负荷工况,进气内通入20%~30%的EGR废气及23%的氧气,可有效抑制NO及碳烟排放,并能保证发动机具有良好的动力性。     

EGR与富氧进气控制柴油机排放的机理探讨

通过试验研究，考察了废气再循环加富氧进气同时控制ＮＯＸ和碳烟排放的可行性。试验中通过逐步增加ＣＯ２及Ｏ２流量，查明了进气成份变化对ＮＯＸ，碳烟，ＣＯ，ＨＣ等有害排放物以及有效燃油消耗率ｂｃ，平均有效压力ｐｃ，滞燃期，绝热指数的影响，然后用ＫＩＶＡ程序对燃烧火焰温度和ＮＯ浓度进行了模拟计算。     

不同气体燃料富氧燃烧特性分析

富氧燃烧技术在优化加热炉燃烧效率与环境保护方面的应用具有重要的意义,特别是在工业生产中,通过提高氧气浓度能够实现高效、清洁燃烧的目标。针对高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气、天然气共4种气体燃料,分析富氧燃烧技术对其燃烧特性、传热特性、CO₂补集特性以及经济特性的影响。结果显示,富氧燃烧能够明显降低燃料所需空气量,减少烟气排放,并通过提升氧气浓度和预热温度有效提高理论燃烧温度,尤其是在低热值燃料上,效果更为明显;经济性分析指出,燃料节约率随氧气体积分数和排烟温度的增加而提升,但需要综合考虑氧气投资成本与燃料节省效益,并确定最佳盈亏平衡点。     

膜法富氧试验及富氧燃烧

介绍膜法富氧的原理和作者进行的富氧试验,阐明富氧燃烧的意义及工程应用的特点。     

汽油发动机富氧燃烧特性研究

以汽油机为例对内燃机的燃烧过程进行分析,建立燃烧模型和排放物生成模型。对燃烧放热效率及生成物进行理论计算,分析富氧燃烧对发动机功率及排放的影响。通过实验验证,富氧燃烧能够提高发动机的功率,同时降低HC及CO的排放,但是NO的生成有所增加。     

柴油机应用富氧空气对燃烧及排污的影响

1引言“柴油机应用富氧空气的探讨”(见《内燃机》1988年第6期)一文,就富氧空气对柴油机的指示功率、机械效率和燃油消耗率的影响做了探讨。结果表明:富氧空气对提高柴油机的指示功率、机械效率及降低燃油消耗率起到了积极作用。至于对柴油机的燃烧过程及其排污的影响未作深入探讨,本文仅就这两个方面作些浅析。     

富氧燃烧与EGR对船用柴油机NO-碳烟排放和燃烧特性的影响

针对一台满足TierⅡ排放标准的船用柴油机,采用富氧燃烧与EGR相结合实现NO-碳烟排放同时降低并保证发动机功率没有损失,并探讨了实现TierⅢ排放标准的技术路线.AVLFire软件被用于建立仿真模型.研究表明,当单独使用富氧燃烧时,观察到较短的燃烧持续期、较高的缸内温度和指示功率,碳烟排放减少而NO排放恶化,而单独使用EGR时出现相反的趋势.研究发现,当发动机运行在1 350 r/min,75%负荷工况下,进气氧浓度为21%～24%,EGR率为0～25%时,上述范围内的4种组合可以实现低NO-碳烟排放且指示功率与原机基本持平.正如预期,通过富氧燃烧与EGR优化组合,可得到同时降低NO-碳烟排放低于原机的最佳优化区域.同时也发现,当超过15%的EGR率与较低的氧浓度结合时,可将NO排放降低至TierⅢ标准.     

Direct injection diesel engine performance,emission, and combustion characteristics using diesel fuel,nonedible honne oil methyl ester,and blends with diesel fuel

Honne oil methyl ester (HOME) is produced from a nonedible vegetable oil, namely, honne oil, available abundantly in India. It has remained as an untapped new possible source of alternative fuel that can be used for diesel engines. The present research is aimed at investigating experimentally the performance, exhaust emission, and combustion characteristics of a direct injection diesel engine (single cylinder, water cooled) typically used in agricultural sector over the entire load range when fuelled with HOME and diesel fuel blends, HM20 (20% HOME + 80% diesel fuel)–HM100. The properties of these blends are found to be comparable with diesel fuel conforming to the American and European standards. The combustion parameters of HM20 are found to be slightly better than neat diesel (ND). For other blend ratios, these combustion parameters deviated compared with ND. The performance (brake thermal efficiency (BTE), brake‐specific fuel consumption, and exhaust gas temperature) of HM20 is better than ND. For other blend ratios, BTE is inferior compared with ND. The emissions (CO and SO) of HM20–HM100, throughout the entire load range, are dropped significantly compared with ND. Unburned hydrocarbon emissions of HM20–HM40, throughout the entire load range, is slightly decreased, whereas for other blend ratios, it is increased compared with ND. NO_x emissions of HM20, throughout the entire load range, is slightly increased, whereas for other blend ratios, it is slightly decreased. The reductions in exhaust emissions together with increase in BTE made the blend HM20 a suitable alternative fuel for diesel fuel and thus could help in controlling air pollution. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

柴油机高压共轨喷射系统参数对燃烧和排放性能影响的研究

利用AVL-FIRE软件建立TBD234柴油机高压共轨燃烧过程仿真计算模型,通过仿真计算,系统分析了喷射系统主要参数对柴油机高压共轨燃烧和排放性能的影响。最后进行了试验验证,结果表明,仿真值与试验值基本吻合。研究结果为柴油机高压共轨喷射系统参数的优化设计提供了可靠依据。     

Effects of Fischer-Tropsch diesel fuel on combustion and emissions of direct injection diesel engine

Effects of Fischer-Tropsch (F-T) diesel fuel on the combustion and emission characteristics of a single-cylinder direct injection diesel engine under different fuel delivery advance angles were investigated. The experimental results show that F-T diesel fuel exhibits shorter ignition delay, lower peak values of premixed burning rate, lower combustion pressure and pressure rise rate, and higher peak value of diffusion burning rate than conventional diesel fuel when the engine remains unmodified. In addition, the unmodified engine with F-T diesel fuel has lower brake specific fuel consumption and higher effective thermal efficiency, and presents lower HC, CO, NO _x and smoke emissions than conventional diesel fuel. When fuel delivery advance angle is retarded by 3 crank angle degrees, the combustion duration is obviously shortened; the peak values of premixed burning rate, the combustion pressure and pressure rise rate are further reduced; and the peak value of diffusion burning rate is further increased for F-T diesel fuel operation. Moreover, the retardation of fuel delivery advance angle results in a further significant reduction in NO _x emissions with no penalty on specific fuel consumption and with much less penalty on HC, CO and smoke emissions. __________ Translated from Chinese Internal Combustion Engine Engineering, 2007, 28(2): 19–23 [译自: 内燃机工程]     

高原地区柴油机燃用生物柴油混合燃料排放特性研究

在高原环境（81kPa）下,对4100QBZL型柴油机燃用不同配比生物柴油混合燃料后的排放特性进行了实验研究。实验结果表明：与燃用柴油相比,各工况下,HC、CO和碳烟的排放均有不同程度的降低（分别平均下降4．5％～38．4％、15．4％～43．9％和12．5％～65．5％）,高负荷低转速工况下效果尤为明显;NOx的排放也得到明显改善,只有纯生物柴油的NO。排放较柴油上升了0％～2．1％,其他指标均下降（平均下降4．4％～4．9％）。综合考虑,燃用掺混比为30％以内的生物柴油混合燃料,能同时有效地降低HC、CO、NOx和碳烟的排放。     

柴油机燃用低比例小球藻生物柴油-柴油混合燃料的试验研究

以野生小球藻生物柴油(Chlorella Biodiesel Fuel,CBF)-柴油作为混合燃料,利用186FA柴油机进行台架试验。在CBF的掺混比例分别为0%,3%,5%(B0,B3,B5)时,对柴油机的动力性、燃料燃用的经济性和燃烧及排放特性进行了比较分析。试验分析表明:柴油机燃用混合燃料时,与燃用纯柴油相比,随着CBF掺混比例的增加,其扭矩和功率略有下降,最大降幅均为4%;柴油机的油耗率和能耗率略有上升,且在高、中负荷时更为明显;柴油机的缸内压力、放热率峰值稍有减小,而压力升高率峰值稍有增大,缸内压力峰值最大降幅为3.4%,放热率峰值最大降幅为12.8%,压力升高率峰值最大增幅为13.7%;柴油机滞燃期缩短了0.5~1.0°CA、燃烧持续期延长了1.0~2.0°CA,缸内压力、压力升高率和放热率峰值的出现时刻均提前了1.0~2.0°CA,燃烧速度加快;HC,CO和碳烟的排放均有所降低,而NOX的排放逐渐增多,全负荷时HC和碳烟排放的最大降幅分别为14.1%和31.7%,NOX排放的最大增幅为9.7%,CO排放的降幅为6%~12%。     

重型车用柴油机燃用乳化柴油的燃烧与排放特性试验研究

在不改变发动机任何参数的情况下,对高压共轨重型车用柴油机分别燃用柴油和乳化柴油的燃烧与排放特性进行了对比试验研究。试验结果表明:与纯柴油相比,乳化柴油在试验工况下着火滞燃期延长,瞬时放热率峰值提高,燃烧持续期变短;缸内最高压力在低负荷时较柴油高,但在高负荷时较柴油低;在全负荷下,相比于柴油,燃用乳化柴油有效功率平均降低了16.90%,但发动机有效热效率平均提高了2.42%;燃用乳化柴油在常用转速1 800 r/min的负荷范围内时,NOx和碳烟排放分别比柴油平均降低了12.77%和58.90%,改善了NOx和碳烟排放的权衡曲线关系;高负荷时,燃用乳化柴油的CO排放减少,但HC排放增加。     

进气中氮气的体积分数对柴油机着火与燃烧影响的研究

在一台可以拍摄缸内混合气形成和燃烧过程的发动机上,用高速摄像机研究了在进气加入不同体积分数的N2后柴油机的油束发展,混合气形成,着火以及燃烧过程,同时还采用了三基色法对高速摄像机拍摄出的燃烧火焰的照片进行了温度场分布的计算分析,拍摄的图像和计算结果表明,加入N2后,对燃油束的喷雾及混合气体形成过程没有影响,对着火滞燃期的影响也不大,但对火焰的燃烧最高温度和燃烧室的平均温度影响很大,N2的加入量越大,燃烧温度下降越多,燃烧过程的结束也就越早。     

供油提前角对柴油/水煤浆混合燃料燃烧排放性能的影响

通过柴油机台架试验,分析了供油提前角变化对柴油/水煤浆混合燃料燃烧排放的影响.试验结果表明:当供油提前角调定为18 ℃A时,柴油/水煤浆混合燃料的有效燃油消耗率降低,热效率升高,燃烧持续期最短,增加或减少供油提前角都将延长燃烧持续期;供油提前角变化对柴油/水煤浆混合燃料的排放有较大影响,逐步增大供油提前角(由17到18 ℃A,再到19 ℃A),混合燃烧的烟度排放降低,Nox的排放先降低再升高,CO的排放先升高再降低,HC排放升高.     

Combustion characteristics of a direct-injection diesel engine fueled with Fischer-Tropsch diesel

Fischer-Tropsch (F-T) diesel fuel is characterized by a high cetane number, a near-zero sulphur content and a very low aromatic level. On the basis of the recorded incylinder pressures and injector needle lifts, the combustion characteristics of an unmodified single-cylinder direct-injection diesel engine operating on F-T diesel fuel are analyzed and compared with those of conventional diesel fuel operation. The results show that F-T diesel fuel exhibits a slightly longer injection delay and injection duration, an average of 18.7% shorter ignition delay, and a comparable total combustion duration when compared to those of conventional diesel fuel. Meanwhile, F-T diesel fuel displays an average of 26.8% lower peak value of premixed burning rate and a higher peak value of diffusive burning rate. In addition, the F-T diesel engine has a slightly lower peak combustion pressure, a far lower rate of pressure rise, and a lower mechanical load and combustion noise than the conventional diesel engine. The brake specific fuel consumption is lower and the effective thermal efficiency is higher for F-T diesel fuel operation. Translated from Journal of Xi’an Jiaotong University, 2006, 40(1): 5–9 [译自: 西安交通大学学报]     

8240ZJC型柴油机排放的研究

根据8240ZJC型柴油机的排放试验,分析了中冷水温、喷油提前角以及燃料喷射质量的变化对柴油机排放性能的影响,为改善柴油机的排放提供了途径。