EGR和过量空气系数协同控制改善甲醇发动机部分负荷性能

通过一台柴油机改装的高压缩比(17.5)进气道喷射点燃式甲醇发动机,研究了废气再循环(EGR)和过量空气系数协同控制对甲醇发动机部分负荷经济性和排放性能的影响.结果表明:负荷越小,协同调节范围越宽,节油潜能越大,在1,400,r/min、50%,负荷时,甲醇消耗率降低幅值最大可达13.1%,,25%,负荷时甲醇消耗率最大可降低26.6%,;EGR率小于20%,或过量空气系数小于1.4时,协同控制对缸压峰值的影响较明显;当过量空气系数大于1.4后,甲醇发动机燃烧持续期急剧增加,循环变动迅速变大;与无外部EGR、过量空气系数为1相比较,合理利用EGR和过量空气系数协同控制,可以保证HC、CO排放值增幅不大且能有效降低NOx,甚至实现NOx的"零"排放.     

EGR对涡轮增压柴油机瞬态特性的影响

通过一台电控单体泵柴油机进行定转速瞬态加载和定负荷瞬态加速试验,分析不同废气再循环(EGR)阀开度下柴油机重要性能参数在瞬态工况时的变化趋势.结果表明:在瞬态加载过程中,由于增压器响应滞后以及进/排气的相互影响,进气滞后现象严重,空燃比下降且碳烟(soot)排放值升高;在瞬态加速过程中,进气流量滞后现象不明显,由于油量超调引起过量空气系数减小,使得soot排放量增多;在整个瞬态试验过程中,氮氧化物(NOx)排放变化趋势与进气氧体积分数变化趋势的相关程度高于EGR率.在瞬态工况下,由于进气状态发生变化,传统的基于EGR率的EGR控制方法已不适用,需要研究新的柴油机瞬态控制策略.     

LPG/柴油双燃料发动机经济性的试验研究

针对LPG/柴油机双燃料发动机的经济性进行了研究。随掺比的增加,当量比油耗先降后升,最低当量比油耗在20%~40%的掺比范围内取得;随着掺比的增加,排气温度降低,过量空气系数和充气效率减小。     

燃烧边界条件对乙醇均质压燃燃烧的影响

在一台由CA6110柴油机改造而成的单缸发动机上进行了燃烧边界条件对乙醇燃料均质压燃（HCCI）燃烧过程影响的试验研究。结果表明，在转速和进气温度一定时，随着过量空气系数的增加，着火始点推迟，燃烧持续期变长，缸内的最大燃烧压力降低，放热率降低，φ50（50％乙醇燃烧放热量所在的曲轴转角）位置推迟，燃烧效率降低；在发动机转速、进气温度和过量空气系数一定时，随着EGR率的升高，着火始点推迟，燃烧持续期延长，φ50位置推迟，放热速率降低，压力升高率变小，缸内最大燃烧压力减小，燃烧效率降低。在转速和供油量一定时，随着进气温度的升高，着火始点提前，燃烧持续期变短，压力升高率变大，缸内的最大燃烧压力变大。得到了发动机转速、过量空气系数和对应于最大指示热效率点的进气温度间的MAP图。     

YC4112ZLQ柴油机电控EGR系统的研究

为了降低柴油机的氮氧化物排放，对YC4112ZLQ增压中冷柴油机进行了电控废气再循环(EGR)技术的研究。试验研究了不同EGR率对发动机各个工况下性能和排放的影响规律，据此针对欧洲Ⅱ号标准优选出了各个工况下的最佳EGR率，并对最佳EGR率下的控制参数进行了电控标定。利用标定结果，设计了一套电子控制系统，用于该柴油机的实际运行。试验结果表明，与原机相比，加入EGR以后，在微粒排放略有增加的情况下，NOx排放下降12．9％，使13工况排放全面达到欧洲Ⅱ号标准的要求。     

微粒陶瓷过滤器和EGR在柴油机中的应用

通过联合使用废气再循环(EGR)和高过滤效率的红外再生微粒陶瓷过滤器,同时降低了柴油机的微粒和NOx排放.重新优化了过滤器再生用废气量,使其与EGR共同使用时过滤器的过滤效率和再生性能无明显变化,只是挂烟速度有所加快.同时,开发了一种新型的基于宽范围氧传感器的闭环反馈控制EGR系统,在不同的柴油机工况下,测定了不同EGR率时柴油机的空燃比α及NOx、CO和HC的排放值.最后得到了NOx、CO和HC的排放值随过量空气系数的倒数σ和EGR率变化的脉谱图.利用脉谱图拟合得出了最佳EGR率和σ之间的关系,为新型ECR系统的实用化铺平了道路.     

EGR对柴油机燃烧影响的可视化研究

基于单缸柴油机和phantom高速相机,搭建柴油机燃烧过程可视化平台,进行EGR对柴油机燃烧影响的可视化研究。在不同EGR率条件下分析了EGR对燃烧过程和火焰温度的影响规律。研究表明,通过可视化平台可以从燃烧室底部直接拍摄燃烧火焰。在小负荷、自然吸气条件下,随着EGR引入,着火时刻推迟,火焰温度降低,高温区域的面积减小。EGR率为20%时,缸内着火区域面积明显减小,火焰亮度显著降低。缸压数据分析结果显示,随着EGR率的增加,爆发压力和放热率峰值减小,缸内平均温度降低。     

过量空气系数对燃煤电站锅炉热效率和脱硝的影响

建立模型研究过量空气系数对锅炉热效率和污染物控制的影响。结果表明,各工况下锅炉热效率最高时,对应不同的最佳过量空气系数。1 000MW超超临界机组负荷从550MW增加到950MW时,最佳过量空气系数从1.18增加到1.35。烟气温度和流量、排烟热损失和炉内对流换热均随过量空气系数增大而增大,锅炉热效率、NOx生成量、炉膛和火焰温度均随过量空气系数先增大后减小。较低负荷下维持一定程度偏大的过量空气系数不仅能提高锅炉热效率,还能增加烟气温度,维持SCR脱硝系统正常投运。     

不同峰值压力下压缩比对柴油机热效率的影响

应用三维数值模拟软件CONVERGE研究了压缩比变化对重型直喷柴油机燃烧和排放性能的影响,并在不同峰值压力限制下研究了压缩比耦合过量空气系数提高热效率的潜力.结果表明,当过量空气系数较低时,随压缩比提高,指示热效率呈现出先增加后降低的趋势,当压缩比为21.5时可获得最高指示热效率.提高缸内峰值压力可显著改善热效率,与原...     

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...     

冷、热EGR对柴油机性能、燃烧及排放特性的影响

为在保持柴油机动力性和经济性能的同时有效改善其排放性能,在一台4缸柴油机上针对6、12、24mg循环喷油量的负荷工况(记作低、中、高负荷)对比研究了冷、热废气再循环(EGR)对性能、燃烧及排放特性的影响。结果表明:EGR的引入减少了新鲜进气量,整体上延长了滞燃期,减缓了燃烧放热速率,降低了压力升高率;热EGR提高了进气温度,使低负荷时的碳氢化合物(HC)排放显著降低,热效率提高,而高负荷高EGR率时由于过量空气系数偏低引起了热效率的明显降低,对最大压力升高率的降低作用也弱于冷EGR;随着EGR率的提高,三种负荷下的氮氧化物(NO_x)排放均大幅度降低,碳烟排放在低、中负荷时较低,而在高负荷时则明显升高,NO_x与碳烟排放之间出现此消彼长的矛盾趋势。冷的高EGR率下的碳烟排放升高幅度减小,有效地缓解了这种矛盾。综合分析低、中、高负荷下的热效率及排放,低负荷时为提高热效率宜采用热EGR,高负荷时为降低过高的压力升高率并兼顾热效率则更适合采用冷EGR。     

EGR率对柴油机低温燃烧滞燃期影响的试验研究

根据缸内压力求得缸内平均温度和放热规律,分析了进排气系统的O2体积分数、燃烧始点、喷油始点和终点的温度、压力对低温燃烧早喷射和晚喷射两种情况下滞燃期的影响,早喷射和晚喷射一样随着废气再循环(EGR)率的增大而延长了滞燃期。早喷射的滞燃期要短于晚喷射的滞燃期,因此为了能够让空气与燃油有更多的时间混合,早喷射比晚喷射需要更大的EGR率。但随着大量EGR的加入,过量空气系数不能反映混合气中O2体积分数,滞燃期与混合气温度、压力和O2体积分数有关,在影响低温燃烧滞燃期的因素当中,温度对滞燃期的影响最为明显。     

高海拔可调两级增压柴油机油气协同控制研究

以某Ⅴ型6缸柴油机为研究对象,采用GT-Power软件开展高海拔可调两级涡轮增压柴油机油气协同控制研究。仿真模型的进气模块选用可调两级涡轮增压系统,燃烧模块的标定采用柴油机在低过量空气系数下的试验数据进行。采用该标定后的仿真模型开展了不同过量空气系数和喷油量工况下柴油机高原性能仿真计算。结果表明:在海拔4 500 m,且满足最高燃烧压力和排温限制的条件下,采用可调两级增压并结合油气协同控制,柴油机扭矩和功率可达到100%恢复;研究同时获得了最大扭矩和最大功率恢复的油气协同控制方法。     

增压柴油机采用多级可变文曲利管式进气系统的实验研究

EGR技术应用在增压柴油机上出现了进排气压逆差导致应用有限的现象。本文采用将原有进气系统改造成由多个文曲利管并联组成的进气系统解决此问题。该系统一方面可由不同文曲利管之间的组合排列达到适应随工况变化的可变进气目的;另一方面,可以借助多个文曲利管的喉部压降能力吸引更多排气达到扩大EGR率的效果。通过流量模拟测试实验获得,采用MVVIPS较传统的串联式和分流式文曲利管系统都取得了更大的流通能力和压降能力;通过内燃机综合测试台架可知,采用MVVIPS系统后,试验用柴油机过量空气系统在不同转速下有着不同的变化;相比较原机的EGR系统,MVVIPS系统的EGR率在每个试验工况下都得到了不同程度的提高;动力性和经济性都在低、中转速下有小幅升高,但在高转速下与原机相差不大;根据稳态十三工况排放数据显示,采用MVVIPS系统后,NOx排放得到了有效控制,CO和微粒排放变化不大,HC排放在怠速及低工况范围内有着较明显的降低。     

高速直喷式柴油机高原工况模拟放热规律的研究

本文采用等腰三角形加韦伯函数模型拟合高速直喷式柴油机的放热规律,建立了高原模拟放热规律关系式。根据这些关系,还采用工作过程循环模拟计算程序,计算了部分高原工况柴油机的示功图及性能、等过量空气系数时其性能随大气压力的变化关系和高原下负荷特性。同时还给出了它们与试验结果的比较。     

空气反馈信号控制柴油机排气再循环系统研究

建立了一种排气再循环变EGR率控制系统。以新鲜空气质量流量信号代替EGR率或再循环排气量信号作为反馈信号，该系统模型，通过调节EGR阀门，改变再循环排气量，相应改变进入气缸内的新鲜空气量，使之基本达到相应工况控制要求值。在四种转速负荷条件下，对有、无这种EGR系统的SD1110柴油机排气中NOx浓度和燃油消耗率进行了对比，试验证明该系统可以有效降低柴油机NOx排放并保证一定燃油消耗率，同时还有效解决了反映再循环排气量信号的采集问题。     

CA498车用柴油机EGR的试验研究

进行了不同工况下EGP率对发动机排放和性能影响的试验研究。在试验中按ECE R49十三工况法研究了有EGR时NOx和微粒的变化规律,并对柴油机性能进行了分析。在综合考虑EGR对各工况的排放及性能影响的基础上,确定十三工况中应进行EGR的工况及相应的最佳EGR率。     

YC某柴油机各缸EGR率均匀分布性研究

以玉柴某带EGR系统的柴油机为研究对象,建立了该发动机性能数值模拟的Boost分析模型;计算得到进气总管入口、EGR管出口和进气歧管出口的气体流量,再用Fire软件对气道内三维流场进行了数值计算;对比分析了不同EGR管引入角、不同EGR位置及结构对各缸EGR分配均匀性的影响。研究结果为EGR管最佳布置方案的确定提供了理论依据。     

两级增压柴油机性能模拟计算研究

通过热力学模拟计算,对两级增压技术在提高柴油机功率密度以及改善排放的潜力方面进行了研究,结果表明,采用两级增压技术能够明显提高发动机的升功率、升扭矩及低速扭矩,但发动机燃烧最高爆发压力会明显上升,当发动机功率密度较大,废气再循环(EGR)率较高时,过量空气系数仍可达到相对较高的水平,采用两级增压技术对于柴油机排放实现国...