非道路用压燃式发动机EPA第IV阶段排放法规简介

从2008年开始,美国环保署EPA对非道路用压燃式发动机排放限值执行标准,将根据标定功率的不同逐步进入第4阶段.笔者对此进行介绍并简要分析.     

压燃式双燃料发动机燃烧模型的新进展

本文提出了用含有１１９个化学反应式，４１种化学组分的燃烧模型，实现了对甲烷（ＣＨ４）－柴油双燃料发动机燃烧过程的描述。与现有模型相比，本模型创建了化学反应机理子模型及相应的气相反主尖的理论体系，克服了凭经验组合反应机理的缺点；用多区燃烧模型代替了对引燃油瞬时燃尽假设的引燃油燃烧模型，在传热学模型中考虑了辐射因素，并局用热力学性质代替整体热力学性质进行传热计算。     

缸内双直喷系统压燃式发动机燃用甲醇和乙醇的性能比较

在双喷射系统的压燃式发动机中，用一个喷射器喷射乙醇或甲醇作为主要燃料，另一个喷射器喷射作为引燃着火源的柴油，开展了负荷特性下的性能和排放试验。试验结果表明，在相同功率下，燃用乙醇的发动机比燃用甲醇的发动机燃油经济性要好，但其NOx烟度、THC和CO的排放较高。     

EGR对二甲醚发动机非法规污染物排放特性影响的研究

在一台2102QB型柴油机上用气相色谱检测法研究了燃用二甲醚时甲醛、二甲醚和甲酸甲酯等非法规污染物的排放特性,并研究了废气再循环(EGR)率对非法规排放物的影响规律。试验结果表明:二甲醚发动机的未燃二甲醚比排放较大,最大达到0.75g/(kW·h);甲醛和甲酸甲酯比排放相当且比二甲醚比排放低一个数量级,最大值分别为0.091g/(kW·h)和0.061g/(kW·h)。随着转速增加,二甲醚比排放降低,而甲醛的比排放先升高后降低;随着负荷增加,二甲醚、甲醛甲酸甲酯的比排放均降低。引入EGR以后,二甲醚比排放增加,但负荷越高增加量越少;甲醛呈现先增加后降低的趋势,且当负荷率小于40%时变化较为明显;甲酸甲酯呈现出典型低温氧化中间产物特征,随EGR率的增加呈现明显的先增加后降低的趋势。     

汽油压燃发动机燃烧特性和污染物排放的试验研究

基于一台2.0 L柴油发动机,在1 500 r/min、平均有效压力（brake mean effective pressure, BMEP）0.4 MPa~0.9 MPa工况下进行了汽油压燃（gasoline compression ignition, GCI）和柴油压燃（diesel compression ignition, DCI）的燃烧和原始污染物排放的对比研究。此外,基于6个全球轻型车统一测试循环（worldwide harmonized light vehicle test cycle, WLTC）聚类工况点,进行了三元催化器（three-way catalyst, TWC）和稀燃NO_x捕集器（lean NO_x trap, LNT）或被动选择性催化还原器（passive selective catalytic reduction, PSCR）组合的污染物后处理方案的研究。研究结果表明：在负荷较低时,由于油气过度混合,缸内温度低,GCI的有效热效率低于DCI。随着负荷的提高,相比DCI,GCI的热效率明显改善,有效热效率最多提升至约43.0%。不同负荷下,相比DCI,GCI的NO_x排放略微下降,碳烟烟度（filter smoke number, FSN）显著下降;相比DCI,GCI的CO排放和HC排放在低负荷时大幅提高,但随着负荷提高,GCI的CO排放和HC排放与DCI的差距减小。基于某款车型实际测试的WLTC循环的6个聚类点对NO_x、HC、CO污染物排放的后处理进行评估,GCI发动机采用TWC+LNT/PSCR的后处理方案在满足国六b排放法规方面具有一定的潜力。     

二甲醚均质充量压燃发动机排放特性的试验研究

试验研究了压缩比为10．7的二甲醚均质充量压缩点燃燃烧发动机的排放特性。试验结果表明，采用DME HCCI燃烧方式可以有效控制发动机的氮氧化合物排放，使其接近于零，实现无烟燃烧。在一定的负荷范围内，发动机的碳氢和一氧化碳排放与柴油机相当；低负荷时混合气过稀，则碳氢和一氧化碳排放偏高，而高负荷混合气过浓时，又有可能导致敲缸。发动机稳定运转的条件是一定的空燃比必须对应一定的发动机转速和负荷。     

直喷压燃式发动机用双喷射系统燃用柴油--甲醇的研究

在具有双喷射系统的压燃式发动机中，用一个喷射系统喷射甲醇(CH2OH)作为主要燃料，另一个喷射柴油作为引燃燃料，进行了不同负荷下的性能和排放试验。试验结果表明：用柴油引燃的压燃式甲醇发动机与原柴油机相比，全负荷最大烟度下降66％，在整个负荷范围内NOx排放下降60％～70％左右，但CO和THC排放上升较多，说明本发动机中燃料与空气的混合气形成尚需改进。     

压燃发动机燃用不同原料生物柴油的燃烧与排放特性

利用KIVA3数值模拟研究柴油以及三种生物柴油(大豆油甲酯、棕榈油甲酯、麻疯油甲酯)对压燃发动机燃烧和排放性能的影响。数值计算结果表明:生物柴油在燃烧初始阶段与柴油燃烧特性基本一致,燃烧中后期,生物柴油的平均缸温低于柴油,其中麻疯油甲酯最为明显;生物柴油碳烟和CO生成量明显低于柴油。生物柴油虽然缸内氧含量比柴油高,但由于受缸温的影响,NOx排放比柴油低,而麻疯油甲酯在三种生物柴油中NOx排放最低。     

车用发动机尾气排放遥测分析仪研究

本文研究了车用发动机有害排放物在公路上使用遥控传感器检测的方案;进一步还研究了利用非扩散红外线法和非扩散紫外线法测量有害排放物的原理,说明了应用遥测法所带来的一系列好处．     

二甲醚(DME)在压燃式发动机上应用研究的新进展

大量的研究表明二甲醚(DME)是压燃式发动机的一种较为理想的代用清洁燃料，本文介绍了迄今为止DME在压燃式发动机上应用研究的最新进展。研究人员借助各种先进手段对DME的热物性和喷雾、燃烧特性进行了深入的研究，从理论上探讨了DME的燃烧过程及其能实现超低排放的机理，试验研究了发动机在不同工况下的各项性能指标。在此基础上一些国家开发出了新型的DME燃料供给和喷射系统，并成功应用在车辆上。     

中重型车用柴油机满足欧-Ⅱ排放法规的技术措施

中重型车用柴油机排放已成为降低车辆排放的主要控制目标。本文论述我国中重型车用柴油机满足欧-Ⅱ排放所需采取的技术措施。讨论了采用增压中冷、提高喷射压力、控制供油速率，优化喷油定时、改进燃烧系统、控制机油耗及燃油质量、降低燃油中含硫成分等关键因素对排放的影响程度。     

柴油机废气净化系统的研究

研制了一种柴油机排出废气净化系统，主要包括捕集器、燃烧净化器和控制装置。该系统以液化石油气为能源，具有自动再生、净化效果良好的功能。在X195柴油机上的试验研究表明，该系统能够在柴油机较宽转速和负荷范围内有效净化柴油机排出废气，微粒净化效率达80％左右，HC／CO的净化效率达50％左右。     

不同排量小型四冲程通用汽油机的排放控制策略

过量空气系数是影响小型通用汽油机动力、经济、排放性能和运转稳定性的关键因素之一.从排放性能出发,不同排量的小型四冲程汽油机对过量空气系数的要求是不一样的.以排放控制为重点,并且能兼顾其他性能的过量空气系数与小型四冲程通用汽油机的优化匹配是本文研究的重点.通过试验研究和理论分析,探讨不同排量的小型四冲程通用汽油机的排放控制策略.     

内燃机振动的主动控制

本文详细分析了对内燃机振动所采取的一些主动减振措施及实施情况 ,并探讨了内燃机振动的主动控制问题。     

宁波市区汽车行驶工况和污染物排放调查研究

利用GPS技术调查了宁波市不同道路汽车行驶工况,记录了实际道路汽车行驶瞬时速度的大量数据。根据数据进行了不同道路汽车行驶工况的解析,分别建立起适合宁波市汽车排放污染物测量的一般道路汽车行驶工况、快速道路汽车行驶工况、城区综合道路汽车行驶工况。分析了城市机动车排放污染的状况及影响因素,讨论了机动车车型和汽车城市道路运行工况对机动车排放污染物的影响。根据行驶工况和流量调查计算了宁波市部分道路机动车污染物排放量。     

单片机在测量内燃机瞬时转速中的应用

从分析内燃机瞬时转速的测量原理入手,论述了内燃机瞬时转速的测量现状及存在的不足,并通过实验把AT89C51单片机应用于内燃机瞬时转速的测量中,实现了数据的存储与发送,满足了不同的瞬时转速的测量要求。     

单片机在测量内燃机瞬时转速中的应用

从分析内燃机瞬时转速的测量原理入手,论述了内燃机瞬时转速的测量现状及存在的不足,并通过实验把AT89C51单片机应用于内燃机瞬时转速的测量中,实现了数据的存储与发送,满足了不同的瞬时转速的测量要求。     

汽车内燃机润滑油换油期研究现状及趋势

论述了研究汽车内燃机润滑油换油期的重要性,分析了确定换油期各种方法的特点及发展趋势,提出了今后研究的方向。     

发动机磨损模式的FGRD识别模型

发动机磨损模式识别是实现发动机故障诊断和状态监测的关键环节.根据灰色系统理论和模糊数学,引进了一种灰关联度综合评价模型和模糊相对权重的概念.根据铁谱分析的磨粒识别结果,将两者相结合运用到铁谱分析的磨粒识别中,提出了一种新的基于模糊灰关联度的发动机磨损模式识别方法,计算表明,方法是有效的.     

激光技术在内燃机缸内流动实验研究中的应用

内燃机缸内流场实验是研究内燃机缸内流动规律最直接有效的方法 ,先进的激光技术以其特有的优点为内燃机测试和缸内流场实验研究提供了新的手段。本文介绍了激光技术在内燃机缸内流场实验研究中的应用和最新进展 ,以及作者应用PIV技术进行汽油机缸内流场测试的尝试