火花点燃式甲醇汽油发动机冷起动过程燃烧特性研究

随着欧Ⅲ及以上排放法规的实施,对发动机冷起动过程排放的控制显得越来越重要。在一台3缸进气道喷射汽油机上开展了甲醇-汽油对冷机起动及其后怠速暖机过程燃烧和排放特性影响的研究。缸内压力数据分析表明在汽油中加入甲醇,可以明显改善冷起动过程缸内燃烧。随着添加比例的增加,发动机起动后的50个循环火焰发展角和快速燃烧角都明显缩短,平均指示压力升高。研究中设计了一种新颖的准瞬态排放采样系统,测量了冷起动和暖机过程的HC和CO排放。环境温度5℃下测量结果表明,HC和CO排放随着甲醇添加比例增加明显降低,发动机燃用M30时,HC降低了40％,CO降低了70％,排气温度在起动200s时也比原汽油机升高了140℃。     

混合醇汽油排放的研究

低碳混合醇是以甲醇或乙醇为主,混合有甲醇或乙醇以及丙醇、丁醇、戊醇等醇的多醇共溶体.低碳醇与汽油混合代用燃料受到各国的普遍重视.在电控汽油机参数未作任何调整的情况下,对低碳混合醇汽油进行了发动机动力经济性以及排放特性的研究,经发动机台架试验结果表明,所研制的低碳醇汽油与车用无铅汽油理化性质相当,且具有良好的排放特性,可有效降低THC、CO的排放.与基础汽油相比,加剂后的全配方低碳醇汽油CO排放平均降低51%;THC排放平均降低18%.     

低比例甲醇汽油发动机冷起动非常规排放和燃烧特性研究

在电控进气道喷射汽油机台架上,分别使用汽油、M10、M20和M30 4种燃油在常温条件下模拟了NEDC测试循环中的前2个市区工况循环(ECE),对冷起动过程中催化剂前后的常规排放和非常规排放以及燃烧特性进行了研究。研究结果表明:随着燃油中甲醇比例的增大,4种燃油的CO、NOx排放量逐步减少,而甲醇、甲醛等非常规排放量逐步增多。THC排放量在冷起动初期随着甲醇比例的增大而增加,在发动机温度上升后随着甲醇比例的增大而减少。但是在常规三效催化剂起燃以后,催化剂后的常规和非常规排放基本上均能得到有效控制。随着汽油燃料中甲醇添加比例的增大,在冷起动过程中发动机燃烧持续期缩短,缸内平均指示压力略有升高,对发动机缸内燃烧有一定的改善作用。     

电控LPG点燃式发动机冷起动过程瞬态NO排放特性研究

使用瞬态NO气体分析仪,结合其它发动机参数,研究缸内燃烧过程.试验结果表明NO排放可以成为判断缸内燃烧的新依据.冷起动过程中瞬态NO排放主要集中在初始的几个循环中,而发动机转速稳定后,后续循环瞬态NO排放逐渐降低.冷起动过程中,混合气浓度保持不变时,瞬态NO排放随点火角度的提前而增加.     

冷起动首循环瞬态HC排放与进气道燃料输运特性的关系

从循环控制的角度,详细研究了液化石油气(LPG)点燃式发动机冷起动首循环瞬态HC排放和进气道燃料输运特性.研究结果表明,有一定比例的气态LPG燃料不能进入缸内,残留在进气道内.进气道残留的HC体积分数随首循环混合气空燃比的增加而增大,而残留比例随首循环混合气空燃比的增加而减少;进气道残留HC体积分数和比例随节气门开度的增加而降低;喷射相同燃料时,喷射时刻对残留HC体积分数和比例没有影响,但如果喷射发生在进气门开启之后,将导致燃烧的恶化.     

冷起动首循环瞬态HC排放特性试验研究

从循环控制的角度,详细研究了LPG点燃式发动机冷起动首循环瞬态HC排放特性。试验在一台电控LPG进气道喷射单缸风冷四冲程、125mL发动机上进行。通过高速采集系统记录发动机首循环瞬态HC排放、瞬时缸压和转速,分析了瞬态HC排放与其他参数之间的关系。研究表明：随着过量空气系数的变化,首循环瞬态HC排放在一个较宽的混合气浓度变化范围内平缓变化,并稳定在较低的水平。首循环瞬态HC排放的最小值出现在缸内燃烧最好的燃空当量比附近。当首循环混合气浓度过浓或者是过稀时,瞬态HC排放迅速增加。首循环瞬态HC排放随点火角度的推迟,其变化规律为先增加再减少,随点火角度不断推迟,在膨胀行程中氧化的燃料不断增加,当点火角度推迟到一定限值,缸内燃烧不能进行,瞬态HC排放急剧增加。     

基于循环控制的LPG点燃式发动机冷起动首循环NO瞬态排放特性研究

从循环控制的角度，详细研究了LPG点燃式发动机冷起动首循环NO瞬态排放特性。实验在一台电控LPG进气道喷射单缸风冷四冲程125cm^3发动机上进行。通过高速采集系统记录发动机首循环瞬态NO排放、瞬时缸压和转速，从实验结果中分析发动机NO瞬态排放与其他参数之间的关系。研究表明：在稀燃工况下NO排放能更准确地反映着火的发生，可以作为首循环着火的判断依据；NO排放和循环缸压都随过量空气系数先增大后减小，最大缸内爆发压力发生在略浓的混合气浓度，而最大NO排放发生在较稀的混合气浓度；NO瞬态排放随循环缸压在稀燃、过渡和浓燃区呈现出不同的变化规律，首循环最佳过量空气系数应控制在过渡区域。     

电喷汽油机燃用醇汽油混合燃料的试验研究

研究了多点电喷汽油机燃用醇汽油混合燃料的性能。研究结果表明:在汽油机参数未做任何调整的情况下,醇汽油混合燃料发动机的动力性与汽油机相比有所降低,燃料经济性改善,有效热效率提高。随醇类燃料体积分数的增大,CO排放明显改善,THC排放略有升高,NOx排放的变化不明显。醇汽油混合燃料发动机的醛类排放物明显升高,汽油机的未燃甲醇排放较高,未燃乙醇排放变化不明显。     

柴油机燃烧乙醇柴油混合燃料的排放特性研究

将乙醇与柴油混合配制出不同比例的混合燃料,在一台双缸直喷式柴油机上进行排放对比试验,研究了在柴油中添加乙醇及助溶剂能降低柴油机排放废气中所含污染物的机理,并分析了排放污染物随发动机负荷变化的规律.研究结果表明,在柴油中添加体积分数为20%的乙醇,可使柴油机碳烟和CO、HC排放大幅度降低,NO_x排放稍有下降.不添加助溶剂时,乙醇的掺混导致排放尾气中产生乙醇、微量乙醛等有机物,而添加助溶剂可使乙醇、乙醛排放的浓度明显降低.     

点燃式发动机燃用不同燃料的冷起动着火特性

基于循环控制策略,在一台125 mL单缸四行程电控喷射点燃式发动机上,分别燃用汽油、LPG和甲醇3种燃料进行了冷起动瞬态工况着火特性的试验研究.在只喷射一次燃料的情况下,确保汽油、LPG和甲醇发动机可靠起动时,研究循环喷射量和环境温度的影响.试验结果表明,循环喷射量对汽油和LPG发动机可靠起动影响显著,合适的循环喷射量即可保证汽油和LPG发动机可靠起动;环境温度对甲醇发动机可靠起动影响最显著,循环喷射量次之,环境温度低于16 ℃时,不采取辅助起动措施,低喷射压力下喷多少燃料都不能使甲醇发动机起动;同一喷射时刻,汽油和LPG发动机可实现"即喷即着"的理想着火,甲醇发动机要比汽油和LPG发动机晚一个循环着火.     

直喷式柴油机燃用甲醇/柴油混合燃料的燃烧及排放特性

研究了直喷柴油机燃用不同掺混比的甲醇和柴油混合燃料对柴油机经济性、动力性、燃烧特性和排放特性的影响，测录了掺甲醇量分别为10％、15％、20％混合燃料和纯柴油时柴油机各种性能，并通过对结果的比较，分析了甲醇掺混量对其影响的规律和原因，采用等过量空气系数法确定试验工况，以保证在同样的燃烧条件下进行比较，结果表明：在等转速和等过量空气系数条件下，加入一定量的甲醇改善了柴油机的燃烧特性，具有较高的燃烧热效率；烟度和CO排放随甲醇掺混量的增加而下降，掺甲醇使NOx排放升高，并在掺醇量为10％～15％时达到最大值。     

柴油/正戊醇/甲醇三元微乳化燃料柴油机燃烧与排放特性研究

为了使柴油与甲醇互溶,提高燃料氧含量以控制碳烟排放,以正戊醇作为助溶剂,形成柴油/正戊醇/甲醇三元微乳化燃料,对三元燃料在不同温度下的互溶性进行了研究。在一台电控高压共轨柴油机上测试了1 400r/min转速下柴油/正戊醇/甲醇三元微乳化燃料的燃烧压力和排放特性;计算了瞬时燃烧放热率与燃烧温度,并与柴油进行对比。研究结果表明:甲醇能够以一定比例与柴油/正戊醇互溶,且互溶比例随温度升高而增大。与纯柴油相比,随氧含量的增加,混合燃料的滞燃期延长,燃烧持续期缩短,峰值燃烧温度升高;在中低负荷,峰值燃烧放热率上升;在高负荷,三元微乳化燃料的峰值燃烧放热率下降,但其扩散燃烧强度增加;混合燃料的有效燃油消耗率增加,但是其热值逐渐降低,有效热效率上升;3种含氧燃料的CO排放在低负荷时增加,高负荷时降低;HC及NOx排放升高,NO2在NOx中的比例下降;碳烟排放明显减少。     

柴油机燃用生物柴油的排放特性研究

生物柴油来自于动植物油脂的单酯衍生物,是一种可再生的替代能源。脂肪酸单酯作为发动机燃料的可行性来自于其分子结构和较高的能量密度。柴油机燃用生物柴油与0^#柴油具有几乎一致的热效率。在同一稳定工况下,随着生物柴油加入比例的增加,生物柴油与0^#柴油混合燃料燃烧产生的排放物中CO和HC比排放呈现线性下降,NOx比排放有所增加,而CO2比排放维持在同一水平。     

汽油机燃用汽油-乙醇混合燃料的试验研究

本文针对摩托车汽油机燃用乙醇的应用研究，在汽油机结构不作变动的前提下，掺烧一定比例的工业乙醇，进行发动机台架试验。在节气门开度分别为25％、50％、75％及100％时，在不同转速和负荷下，对发动机的功率、扭矩、能耗率及排放性能进行了研究，并与原机进行比较。试验结果表明，燃用汽油一乙醇混合燃料可以提高发动机的动力性和经济性，有效改善排放特性。     

一种新型含氧燃料燃烧与排放性能研究

开展了柴油机燃用柴油／乙二醇单丁醚混合燃料的燃烧与排放性能研究。试验结果表明：在柴油机中加入一定比例的乙二醇单丁醚（NBE）,柴油机热效率得到明显提高,着火略有延迟,燃烧速度加快,燃烧持续期缩短。烟度和CO排放大幅度降低。加入159／5～25％NBE时,烟度下降43．9％～759／5,CO排放在高负荷下降46．5％～56％,HC排放也不同程度降低,NOx排放稍有下降。试验结果显示了柴油机燃用乙二醇单丁醚在降低排放方面的优越性。     

生物柴油发动机的排放特性研究

通过对柴油发动机燃用生物柴油与柴油的排放性能的试验研究表明,在发动机相同工况条件下,与燃用柴油相比,燃用生物柴油可改善发动机的燃烧过程,大幅降低HC、CO和微粒的排放,但NO_x和CO_2排放量有所增加.     

缸内直喷汽油机直接起动的燃烧和排放特性

分析了不同起动位置下缸内直喷汽油机直接起动过程中起动缸的燃烧和排放性能,采用快速HC采集仪对起动缸缸内以及排气中的 HC 进行测量,研究起动缸缸内混合气浓度和排放性能,通过缸压和运动规律的研究确定优化后的喷射量和起动位置．研究结果表明,喷油量同缸内实际当量比呈线性关系,起动缸容积越小,喷射燃油的加浓比例越大．在保证着火可靠性不出现失火现象的前提下,增大燃油喷射量,使得起动缸内燃烧变差,HC 排放量增加;增大起动缸的容积,则起动性能及排放均有所改善,较为优化的起动缸位置为压缩上止点前70°～80°,CA.