丁醇/柴油混合燃料对压燃式发动机燃烧及微粒排放特征的影响

在一台高压共轨增压中冷四缸柴油机上试验研究了不同工况下,不同掺混比例的丁醇/柴油混合燃料对发动机燃烧及微粒排放特征的影响。结果表明:随着丁醇掺混比的增加,滞燃期延长,预混合燃烧量增加,燃烧相位滞后,且小负荷工况下的影响更为明显。丁醇/柴油混合燃料可在不增加NOx排放的前提下,显著降低排气烟度及微粒排放,但指示热效率较纯柴油略有降低。发动机燃用丁醇/柴油混合燃料的微粒排放绝大多数为超细微粒,比例超过99%;随着丁醇比例的增大,发动机各粒径段微粒数量浓度均有所下降,大负荷工况更为明显。废气再循环(EGR)的引入使得积聚态微粒和总微粒数量浓度明显增加,丁醇的加入使得混合燃料对EGR的耐受性增强。丁醇/柴油混合燃料结合EGR策略可同时降低发动机的NOx和微粒排放。     

负荷对柴油/PODE混合燃料燃烧及排放的影响

为满足柴油机国Ⅵ排放法规,在一台四缸水冷直喷式柴油机上进行试验,使用柴油与聚甲氧基二甲醚(PODE)混合燃料,探究不同负荷下混合燃料燃烧及排放特性。结果表明：负荷增大,缸内压力升高,滞燃期减短,而燃烧持续期延长,当量燃油消耗率先下降后上升。排放物方面,NO_x、碳烟和PAHs排放量逐渐上升,HC排放则持续降低,CO排放和1,3-丁二烯排放趋势为先减少后增加。掺混PODE可以进一步增大缸压峰值,放热率峰值升高且更早出现,滞燃期和燃烧持续期略有缩减,当量燃油消耗率上升,而有效热效率降低,加入PODE可以有效降低CO、HC、碳烟和PAHs的排放,但NO_x排放有所上升,对于1,3-丁二烯的影响则是先减少后增加。     

燃料挥发性对高压共轨柴油机微粒排放粒度分布的影响

试验研究了燃料挥发性对高压共轨柴油机微粒排放的影响,分析了不同负荷工况下微粒排放粒度分布特征。结果表明:改善燃料挥发性将使中小负荷工况核态微粒数量浓度增加,有利于降低大负荷工况微粒排放数量及质量浓度,燃料挥发性对于积聚态微粒影响较小。对于不同挥发性的燃料,核态微粒数量浓度均在当量比为0.4的中等负荷工况下最大。中小负荷工况下,对于挥发性较差的基础燃料,添加少量易挥发性成分后,核态微粒数量浓度急剧上升。但在中等负荷工况下,随添加比例的增大,挥发性进一步改善的燃料,核态微粒及总微粒数量浓度均有所降低,且积聚态微粒数量浓度变化不大。在大负荷工况下,中等挥发性的燃料(中均沸点为263℃)核态微粒和总微粒数量浓度最高,而挥发性好的燃料(中均沸点为244℃)核态微粒和总微粒数量浓度最低。     

燃料着火性对增压中冷柴油机瞬态工况排放的影响

应用自行开发的瞬态工况控制系统及排气采集装置,试验研究了不同着火性的燃料对车用增压中冷柴油机瞬态工况下排放特性的影响。研究结果表明,适当提高燃料十六烷值可有效降低HC和NOx排放。在稳态工况下,十六烷值由40增加到66时,在1800 r/min低负荷工况下HC排放降低62%;对于CO排放及消光烟度,十六烷值存在一个最佳值。瞬态工况排放与稳态工况存在明显差异,在恒转速增负荷工况下,随着负荷的增加,HC和CO排放及烟度迅速上升,然后降低趋于一稳定值,且随着瞬变率的增大,CO排放和消光烟度峰值上升;增加燃料十六烷值,可明显降低中等转速增负荷工况下的CO和HC排放及消光烟度;在高速增负荷工况下,十六烷值为66和55,燃料的排气烟度基本相近。     

EGR对2,5-二甲基呋喃/柴油混合燃料燃烧及排放的影响

研究了DMF与柴油混合燃料在一台改装过的四缸四冲程水冷增压直喷高压共轨柴油机上燃烧时的燃烧和排放特性。结果表明:引入EGR策略会降低缸内压力和燃烧放热率;随着EGR率的增加,NOx排放量显著减少,HC和CO排放量有所增加,聚集态的颗粒数目增多,核模态的颗粒数目减少。EGR率从0增加到13%时,燃用D10的NOx排放量下降了48%,HC和CO排放量分别升高了14%和60%;柴油中掺混10%比例的DMF可以有效降低HC和CO的排放以及废气中颗粒物数目,但是NOx的排放会增加。     

增压中冷压燃式发动机燃用柴油醇的十三工况排放特性

在应用自行研制的助溶剂解决了乙醇与柴油相溶性问题的基础上,进行了增压中冷压燃式发动机燃用E10柴油醇十三工况排放特性的试验研究。结果表明:与燃用0#柴油相比,燃用E10柴油醇的排放污染物HC、NOx、PM和SOF的比排放量有所增加,CO和DS的比排放量有所减少;中小负荷工况分担率的增加导致了多种排放污染物比排放量的增加;乙醇的高汽化潜热使缸内温度变低是比排放量增加的主要原因。提高中小负荷的进气温度可以适当提高缸内温度,从而降低CO、HC、PM和SOF的比排放量,但NOx比排放量会有所增加。     

直喷式柴油机燃用生物柴油的试验研究

生物柴油是一种清洁、可再生的代用燃料.在一台四缸增压直喷式柴油机上进行生物柴油与0#柴油的性能对比试验.在不同转速和负荷下测定生物柴油与0#柴油的动力性、经济性和排放特性.试验结果表明:与燃用0#柴油相比,燃用生物柴油时发动机的动力性提高,有效能耗率降低,HC和碳烟排放大幅度下降,NOX排放增加,CO排放在中低转速时有所增大.     

喷油提前角对生物柴油燃烧和排放的影响

在一台单缸柴油机上研究了喷油提前角调整对燃用生物柴油和柴油混合燃料燃烧和排放的影响.试验结果表明:喷油提前角增大3°CA,燃烧压力、放热率和燃烧温度优于原机和喷油提前角减少3°CA;在任何工况下,喷油提前角增大会引起NO排放增加,反之减少;烟度随着喷油提前角的改变增大;在±3°CA内调整喷油提前角对HC和CO的排放影响不大,±6°CA内调整喷油提前角HC和CO的排放变差;原机喷油提前角减小3°CA是柴油机燃用B30最合适的喷油提前角,在此喷油提前角HC和CO排放变化不多,NO排放降低.     

直喷式柴油机燃用生物柴油的试验研究

生物柴油是一种清洁、可再生的代用燃料．在一台四缸增压直喷式柴油机上进行生物柴油与0。柴油的性能对比试验．在不同转速和负荷下测定生物柴油与0^#柴油的动力性、经济性和排放特性．试验结果表明：与燃用0^#柴油相比，燃用生物柴油时发动机的动力性提高，有效能耗率降低，HC和碳烟排放大幅度下降，NOx排放增加，CO排放在中低转速时有所增大．     

直喷柴油机燃用大豆油甲酯生物柴油的排放和燃烧特性

针对一台增压中冷直喷柴油机,在发动机的结构和参数不作变动和调整的条件下,研究了B0、B10、B20和B30四种不同低十六烷值大豆油甲酯生物柴油体积分数的混合燃料对发动机排放和燃烧特性的影响。研究结果表明,随着燃料中生物柴油含量的增加,发动机的动力性逐渐降低,使用B10时动力性变化不大,额定功率只下降1.2%;燃油消耗逐渐增加;CO、HC和碳烟排放降低,NOx排放增加,但增加的幅度较小;发动机缸内最高燃烧压力和放热率峰值逐渐降低,与其对应的相位逐渐推后,燃烧始点和燃烧终点逐渐延迟,滞燃期和燃烧持续期逐渐延长。     

燃料十六烷值对小型柴油机排放特性的影响

应用自行开发的柴油机瞬态工况测控系统,试验研究了燃料着火性对小型直喷式柴油机稳态及恒转速增转矩瞬态工况下排放特性的影响规律。研究结果表明:在稳态工况下,随着燃料十六烷值的增大,滞燃期缩短,HC、NOx排放降低,消光烟度增加;在恒转速增转矩瞬态工况,随着十六烷值的增大,烟度排放恶化,NOx排放降低。综合考虑消光烟度和NOx排放,存在一个最佳十六烷值。对于排气烟度,燃料十六烷值存在2个界限,当十六烷值小于50或大于60时,对消光烟度影响明显加剧。     

天然气制油/柴油混合燃料对小型柴油机燃烧特性的影响

应用自行开发的柴油机瞬态工况测控系统,研究了GTL(Gas to liquid)添加比例对小型直喷式柴油机稳态及恒转速增转矩瞬态工况下燃烧特性的影响规律。结果表明:在稳态和恒转速增转矩瞬态工况下,GTL添加比例对燃烧参数的影响具有基本相同的规律,随着GTL燃料添加比例的增加,着火始点提前,滞燃期缩短,预混合燃烧期和预混合燃烧量减小,缸内压力峰值、放热率峰值、燃烧温度有所降低,有利于降低NOx的排放量和燃烧噪声。当添加少量GTL燃料时,燃烧持续期延长,随着GTL添加比例的增加,燃烧持续期有所缩短。100%GTL燃料的燃烧持续期与柴油相当。     

柴油质量对柴油机排放的影响

阐述了柴油规范要求和国内现状,利用2种柴油进行排放对比试验,研究柴油十六烷值和硫含量对柴油机排放的影响.试验结果表明:十六烷值越高,柴油的着火性能越好,着火延迟期越短,可燃混合气燃烧改善,CO排放生成机率降低,燃烧初期缸内峰值温度降低,缸内NOx生成时间相对缩短,NOx排放会降低,导致局部区域不完全燃烧,使THC排放增加;硫含量越高生成的颗粒物排放也越高.     

柴油机EGR电控系统设计与试验分析

针对增压直喷柴油机开展EGR技术的电子控制研究与应用,以降低NOx排放.依据柴油机EGR控制系统的工作特点和功能要求,以80C196单片机核心,进行了控制系统的电路设计和控制软件编写.根据发动机负荷特性试验对比分析,证实柴油机在应用EGR控制系统后,NOx排放降低19.9%,HC和CO排放略有增加,柴油机动力性和经济性与原机相当,通过对EGR回路的冷却,可以抑制PM排放增加,同时还验证了EGR电控系统设计合理,能够对EGR系统按照柴油机不同工况的最佳EGR率进行实时控制.     

柴油机燃用生物柴油的排放特性实验研究

用一汽无锡柴油机厂生产的4CK涡轮增压直喷柴油机进行台架试验,研究燃烧纯柴油、20％生物柴油＋80％柴油、纯生物柴油（分别记作D、B20和B100）3种按体积比配制的混合燃料后,发动机CO、HC、NOx和烟度的排放规律。试验结果表明,随着掺烧生物柴油比例的增加,CO、HC比排放量下降,NOx比排放量增加,烟度无明显变化。     

乙醇燃料HCCI-SI双燃烧模式发动机性能的试验研究

在一台改进的单缸发动机上实现了乙醇火花点火燃烧和均质压燃两种燃烧方式。通过进气预热的方法得到了乙醇HCCI燃烧方式的工作区,并定义了燃烧的爆震边界和失火边界。研究结果表明,在采用进气预热的方式下,仅靠空气稀释,乙醇燃料的HCCI燃烧工作上限最大达到了SI工作方式下的50%。在乙醇HCCI燃烧的工作区域内,与SI燃烧方式相比,混合气很稀,因此缸内温度低,NOx的排放降低幅度最大可达58%以上。随着负荷的越小,混合气变得更稀,缸内燃烧温度进一步降低,NOx的降低幅度越大。但在整个负荷变化范围内CO和HC的排放都比较高。     

涡流室式柴油机起动喷孔作用机理探讨

本文对涡流室式柴油机在冷起动条件下主、副燃烧室内燃油喷雾和着火过程进行了高速摄影。分析了起动喷孔的作用机理,指明具有吊钟形结构和起动喷孔的涡流室式柴油机,起动初次着火点首先在涡流室内,这为改善涡流室式柴油机的发火过程,进而改善起动性指出了方向和途径。     

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。