点火和喷射正时对甲醇发动机冷起动非常规排放的影响

基于单循环甲醇喷射策略在一台125mL单缸四行程电控喷射点燃式甲醇发动机上试验研究了点火正时和甲醇喷射正时对甲醇发动机冷起动瞬态工况非常规排放(甲醛和未燃甲醇排放)的影响。试验结果表明,点火正时和甲醇喷射正时显著影响甲醇发动机冷起动工况的甲醛和未燃甲醇的排放。-20°CA ATDC点火和471°CA ATDC喷射甲醇时,发动机着火性能最好,气缸压力最高,未燃甲醇排放最低,甲醛排放最高。甲醇发动机冷起动工况甲醛和未燃甲醇的排放随点火正时、甲醇喷射正时的变化呈相反的变化趋势。     

应用推迟点火、废气再循环及过稀混合气降低稀燃甲醇发动机NO_x排放

为降低稀燃时NO_x排放及改善燃油消耗率-NO_x排放"(be-NO_x)"折中关系,以一台基于柴油机改制的进气道喷射点燃式甲醇发动机为试验对象,在1400r/min、4.52kg/h甲醇消耗量工况条件,以及1.5过量空气系数和21°CA BTDC点火提前角的基础上,研究了推迟点火、废气再循环(EGR)及过稀混合气3种策略对稀燃甲醇发动机燃烧和NO_x排放的影响。结果表明:3种策略均能在机内有效净化NO_x排放,实现接近零排放的效果。在相同NO_x排放水平下,与过稀混合气策略相比,EGR策略的燃烧滞后和延长程度有所减弱,循环变动降低,而推迟点火策略的燃烧更为滞后,但燃烧持续期和循环变动减小。对比而言,EGR策略能获得更佳的"be-NO_x"折中关系;推迟点火策略的"be-NO_x"折中性能虽较EGR策略有所降低,但排气温度有所升高,有利于提高样机在低负荷时后处理器的转化效率,从减小排放角度具有一定应用潜力。     

混氢汽油机排放特性的试验

在一台加装了电控氢气喷射系统的汽油机上,在发动机1 400 r/min的条件下,对混氢汽油机排放性能进行了试验研究.试验结果表明:适当增加过量空气系数有利于改善混氢汽油机的HC、CO与NOx排放;在理论过量空气系数附近,混氢后发动机CO排放有所升高,但稀燃条件下混氢有利于改善汽油机HC与CO排放;减小点火角后,混氢汽油机HC与NOx排放有所降低;随着进气压力的升高,HC与CO排放得到明显改善.     

点燃式甲醇发动机冷启动临界着火边界

针对点燃式甲醇发动机低温下启动困难,基于单循环燃料喷射策略试验研究了甲醇最小循环喷射量、环境温度、预热和进气道内喷射液化石油气(LPG)等参数对甲醇发动机冷启动临界着火边界的影响。试验结果表明:甲醇最小循环喷射量、环境温度、甲醇喷射正时和点火正时角度差、预热和气道内喷射LPG量及甲醇和LPG喷射正时角度差决定甲醇发动机冷启动的临界着火边界;环境温度低于16℃时,甲醇发动机必须使用辅助启动措施方可启动;电热塞预热可使甲醇发动机在0℃以上环境温度下启动;喷射LPG可使甲醇发动机在-13℃以上环境温度下启动。     

电控喷射小型乙醇发动机排放性能

对电控喷射125mL汽油机和乙醇发动机的过量空气系数和点火提前角与排放性能之间的关系进行了试验研究。确定了影响乙醇发动机排放的敏感参数的合理取值范围,为乙醇发动机参数匹配提供了参考依据,并验证了发动机燃烧乙醇燃料可降低NOx的排放浓度。     

甲醇喷射定时对甲醇柴油双燃料压燃式发动机性能的影响

将甲醇作为主燃料,用柴油作为点火燃料,研究了不同甲醇喷射定时对压燃式发动机性能的影响。结果表明:引燃柴油在上止点前21℃A喷射条件下,在上止点前23℃A喷射甲醇时发动机的经济性最佳,缸内的统计最大压力在小负荷时随着甲醇喷射定时提前而降低,在大负荷时随着甲醇喷射定时提前而提高。双燃料发动机的最大压力标准方差随着甲醇喷射定时提前而增大,在上止点前26℃A喷射甲醇时发动机的动力性最佳,气缸内压力波动随甲醇喷射定时提前而变大,当在上止点前29℃A喷射甲醇时点火柴油不能把甲醇燃料可靠点燃。     

基于GT-Power对HCNG发动机的数值模拟

为了对HCNG发动机进行更系统理论的研究,运用模拟软件GT-Power建立YC6J天然气掺氢发动机的仿真模型.仿真数据与原机外特性试验结果对比的误差在5%以内,证明该模型具有较高的准确性.然后通过该仿真模型,进行过量空气系数和点火提前角与燃用不同掺氢比例的HCNG关系的模拟研究.研究结果表明,HCNG掺氢比越大,所对应的最佳点火提前角越小,同时着火极限越宽;在较小的点火提前角或者较大的过量空气系数时,掺氢HCNG能有效地提高热效率,降低燃料消耗;HCNG发动机的NOx排放相比CNG虽有所增加,但可通过减少点火提前角或增大过量空气系数降低NOx排放.同时针对模拟工况,确定最佳的点火提前角和过量空气系数,为HCNG发动机的开发标定,起到理论指导作用.     

高掺混比甲醇汽油对发动机性能的影响

使用高掺混比甲醇汽油为燃料,通过台架试验,研究不同掺混比例对车用发动机油耗以及尾气排放的影响,同时探讨了对未燃甲醇和甲醛的排放量与负荷的关系.结果表明:使用高掺混比甲醇汽油,有利于降低HC、CO的排放,但对NOx的排放影响不大;在3种混合比例不同的甲醇汽油中,甲醇的质量分数为30%的汽油燃料(M30)能使发动机获得较优越的经济性能.     

电控喷射甲醇发动机掺烧液化石油气的冷起动着火特性

在一台125mL单缸电控喷射点燃式甲醇发动机上进行了掺烧LPG后冷起动瞬态工况着火特性的试验研究。基于循环控制研究了LPG掺烧量、甲醇和LPG的喷射时刻对甲醇发动机冷起动着火特性和HC排放的影响。试验结果表明:低温起动时进气道内喷射适量LPG可使点燃式甲醇发动机可靠起动;LPG掺烧量对甲醇发动机冷起动着火特性有很重要的影响;合理控制LPG的喷射时刻可提高起动可靠性,降低HC排放。     

现代汽车发动机电控汽油喷射系统研究

研究了现代汽车发动机电控汽油喷射系统中点火提前角、空燃比、发动机转速和负荷对排放的影响。试验结果表明：上述因素对发动机排放均具有明显的影响，但在均质混合气燃烧过程中，点火提前角是影响排放的最主要因素。     

预热对电控喷射甲醇发动机冷起动着火特性的影响

针对电控喷射点燃式甲醇发动机低温起动困难的问题,研究了进气预热、燃油预热和电热塞预热几种辅助预热方式对点燃式甲醇发动机冷起动着火特性的影响,并对几种预热效果进行了评价。研究结果表明,进气预热和燃油预热均不能保证甲醇发动机冷起动可靠着火,采用电热塞预热可保证甲醇发动机低温下可靠起动。     

乙醇燃料均质压燃发动机的试验研究

利用进气预热和废气再循环(EGR)控制方法,在由CA6110柴油机改造的单缸发动机上进行了以乙醇为燃料的均质混合气压燃(Homogeneous Charge Compression Ignition,HCCI)试验研究。结果表明:在过量空气系数λ=1~9时,发动机可以实现HCCI燃烧,但由过量空气系数和EGR率表示的HCCI工作范围受爆震和部分燃烧的限制。乙醇燃料HCCI燃烧最大平均指示压力可达到0.6 MPa,指示效率可达到60%。在HCCI燃烧中只产生少量的NOx,但是未燃HC和CO的排放较高。     

二甲醚对乙醇内燃机性能的影响

对乙醇掺二甲醚点燃式内燃机的性能进行研究.试验在加装了电控二甲醚喷射系统的内燃机上进行,从而保证乙醇与二甲醚能同时喷入进气道.在转速为1 800 r/min、进气道绝对压力为61.5 kPa、过量空气系数分别为1.0及1.1的条件下,通过逐渐增加二甲醚的喷射脉宽,使二甲醚占进气的体积分数从0加至3%.结果表明:随掺二甲醚体积分数的增加,内燃机指示热效率提高,循环变动降低,CO、HC排放降低,但NO_x略有升高.     

车用汽油机EGR率、点火定时和空燃比的优化

通过对安装EGR阀的CA6 10 2试验机进行EGR率、点火提前角、空燃比等因素的匹配试验 ,分析其变化规律 ,找出安装EGR阀后发动机点火和供油的最优匹配。在保持经济性指标的同时 ,最大限度地改善排放     

高压喷射的高速直喷柴油机混合气形成及燃烧过程

为了有效组织燃烧室内气流特性,改进了车用缩口直喷高速柴油机燃烧室结构,并在此基础上基于CFD商用软件FIRE对匹配不同轨压的喷雾特性时燃烧室内气液混合流的速度场、浓度场和温度场的动态分布特性进行了仿真计算分析。研究了高速直喷柴油机的混合气形成规律,并通过试验研究了这种混合气形成特性对燃烧过程及排放特性的影响。结果表明:通过对缩口直喷燃烧室内气流特性和轨压的优化匹配,可以有效地控制燃烧过程的滞燃期、预混合燃烧比例和扩散燃烧过程,从而控制高温燃烧持续期,在保证经济性的前提下,可以有效地降低NOx和烟度排放。     

甲醇/柴油双燃料发动机超低排放集成控制试验研究

在一台非道路共轨柴油机上增设一套甲醇喷射系统,实现了甲醇/柴油双燃料燃烧模式,在非道路国Ⅳ排放法规稳态八工况(NRSC)测试条件下,利用尾气分析仪和FTIR对比研究了纯柴油模式和双燃料模式的排放特性,并系统分析了DOC+DPF+SCR后处理系统对双燃料发动机尾气排放的转化效率。试验结果表明：甲醇/柴油双燃料燃烧模式的NO_x和Soot排放明显低于纯柴油模式,而CO、HC、甲醇和甲醛排放却高于纯柴油模式;经过后处理系统后,对CO和HC排放的转化效率高于99%,同时NO_x和Soot的平均降幅分别为84%和90%,而双燃料模式的甲醇和甲醛排放能够被高效氧化,平均净化效率在90%以上。NRSC测试结果表明双燃料发动机加装DOC+DPF+SCR后CO、HC、NO_x和PM比排放指标均低于非道路国Ⅳ和欧Ⅴ排放法规限值。