氢在内燃机上的应用研究

为降低机动车尾气排放,推动氢内燃机的发展,实现社会经济的可持续发展,研究了氢在内燃机上作为代用燃料应用的理想性和氢内燃机的燃烧特性,指出了目前氢内燃机发展中亟须解决的异常燃烧、NOx排放控制和功率恢复等瓶颈问题.对于这些问题,可在实践中通过软件模拟和试验验证相结合的办法进行探索性解决.     

内燃机余热甲醇催化重整制氢装置设计及实验研究

氢气随车携带不便,为了能在线产生富氢气体供给内燃机燃烧,并大幅度提高内燃机的热效率,降低排放,降低热、噪声的污染,提出应用内燃机尾气余热对甲醇进行催化重整以产生氢气的方法.设计了一套内燃机余热甲醇催化重整制氢装置,在内燃机排气余热和催化剂的共同作用下,把甲醇水溶液重整成富氢气体.重整反应器为蜂窝陶瓷载体,重整催化剂为Cu/Zn/Al/Zr,采用管式换热器对载体进行加热,甲醇水溶液在载体孔道中发生催化重整反应.实验结果表明:随着发动机排气温度的增加,重整器产氢率提高,在排气温度为350℃时,重整气中氢气的体积分数达到41.9%.达到了实验预期要求.     

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.     

氢内燃机怠速性能试验研究

为研究氢内燃机的怠速特性,在一台6缸氢内燃机上研究了过量空气系数λ与点火提前角θi对发动机主要性能参数的影响.结果表明:随着λ的增大,最大指示热效率ηi所对应的θi逐步增加,ηi随之增加,NOx排放随之减小;同一λ条件下,NOx排放随着θi增大而增加;氢内燃机怠速时可采用λ2.5的稀混合气,且应适当增大Qi;最大缸压随着λ增加而降低、随着θi增大而上升;不同λ值条件下最大压力升高率的规律基本相似,只是在λ=2.5、θi10°CA时,最大压力升高率基本保持不变。     

一种测量变工况下内燃机污染物排放的方法

内燃机变工况下排气污染物测量所需的瞬态测功机,价格昂贵、使用复杂,制约着对内燃机变工况的研究。为解决该问题,开发了一种基于普通电涡流测功机和常规仪器设备的内燃机变工况下污染物排放测试系统,并针对车用内燃机面工况运行的特点,设计了几种适合该系统需要的变工况过程,如恒转速加转矩、恒转速减转矩、恒转矩加转速和恒转矩减转速的变工况过程.用该测试系统对6110直喷式柴油机变工况下的污染物排放进行了测量,结果表现出较好的规律性,说明该测试方法可以满足车用内燃机变工况下污染物排放的试验研究要求.     

内燃机废气再循环率评价方法的试验研究

为了寻找一种简单、可靠且经济的废气再循环(EGR)率评价和检测方法以实现对内燃机的NOx排放的闭环控制,通过内燃机台架实验对儿种内燃机EGR率的评价方法的差异进行了分析,探讨了基于排气温度评价EGR率及实现N〔)J闭环控制的可能性.实验结果表明,在指定的实验工况下,各种评价方法产生的EGR率数值有差异,最大差值达8%,但变化趋势一致.     

二甲醚均质充量与柴油喷射复合燃烧方式对发动机性能的影响

为优化内燃机燃烧,在一台高压共轨增压中冷柴油机上进行了二甲醚均质充量与柴油复合燃烧对降低发动机的NOx和碳烟排放的研究,并与单独燃烧柴油的发动机性能进行了对比研究.试验结果表明,在二甲醚供给量控制在不发生爆震燃烧的前提下,在低负荷时,复合燃烧方式的有效热效率比单独燃烧柴油时稍低,相差很小;在大负荷时,复合燃烧方式比单独燃烧柴油的有效热效率显著提高.说明二甲醚作为一种新型燃料,对于大幅降低柴油发动机的NOx排放和碳烟排放是非常有效的.     

汽油机缸内富氧燃烧的试验研究

富氧燃烧是一种可以实现节约能源和降低污染物排放的内燃机燃烧技术.通过汽油发动机在同一工况工作时,使进气中氧体积分数分别为20.7％、23.2％和25.4％,实现富氧燃烧.研究不同的进气氧体积分数对汽油发动机的燃烧特性和排放特性的影响.研究结果表明：进气氧体积分数增加,发动机缸内压力和燃烧放热率升高,最高燃烧压力相位提前,降低循环波动,发动机燃烧工作稳定;同时减少THC和CO的排放,但NOx的排放量增大.     

内燃机多维流动模型中一氧化碳生成机理及计算研究

分析了内燃机排放的严重污染物一氧化碳的生成机理,并结合新的燃烧产物平衡浓度计算模型,对内燃机中一氧化碳的生成进行了模拟计算。同时给出了内燃机多维流动模型。经实验验证本文的方法,是正确的、实用的。     

采用薄型气环提高内燃机机械效率

本文提出采用降低气环高度以提高内燃机机械效率的方法,并进行了理论分析,及引用有关试验结果证明之,对内燃机节能降耗研究有一定参考意义。     

船用智能化低速柴油机电控排气阀HIL仿真试验平台设计与实现

在RT-Flex60C型智能化柴油机WECS(WrtsilElectronic Control System)控制系统和推进控制系统基础上,采用"缸平移法"生成模拟排气阀升程信号,结合自主开发的实时仿真单元和信号采集单元,研制了大型智能化柴油机电控排气阀系统的硬件在环(Hardware In the Loop,HIL)仿真试验平台,该平台可采集伺服油轨压、排气阀升程、排气阀开启/关闭控制信号、空气弹簧压力等信号,试验结果表明,试验平台性能稳定可靠,能正确模拟真实柴油机的运行,实现了可变排气阀开启VEO(Variable Exhaust Opening)和可变排气阀关闭VEC(Variable Exhaust Closing),为研究大型智能化低速柴油机电控排气阀的特性、执行机构的性能验证以及控制系统的测试提供了试验平台。     

发动机排气自适应有源消声控制仿真实验

为了对发动机排气噪声进行实时控制,分析了发动机排气噪声产生的机理、噪声频谱特征,并利用基于自适应算法的有源消声控制技术对发动机排气噪声进行了实时控制分析实验．实验结果表明,所采用的自适应有源消声控制技术能够实时地对排气噪声进行控制．     

轻型车用柴油机排气微粒的物理特性及其后处理器的开发

本文首先报导了一台非直喷轻型柴油机485Q排气微粒的物理特性的实验结果。接着叙述了一种泡沫陶瓷排气微粒后处理器的研制工作。485Q柴油机台架试验表明,泡沫陶瓷滤芯可降低柴油机微粒排放量50％以上。当排气温度超过450～480℃时,已沉积在滤芯上的微粒可自行燃烧,使滤芯获得再生。在柴油中添加少量某些金属有机物,再生温度可降低。     

涡轮增压柴油机匹配性能的改进方法

研究了改善涡轮增压柴油机匹配性能的两种方法,即废气放气阀方案和可变几何涡轮增压器方案.这两种方案是目前改善柴油机的低速匹配特性,降低排放的主要措施.特别是可变几何涡轮增压器能覆盖柴油机的整个工作范围,在全负荷和部分负荷下,既能增加低速转矩,又能保证高速功率不受到损失,还对降低油耗和排气温度有好处,经过原型机与这两种方案的理论研究及试验对比分析,证明了它是目前解决柴油机匹配特性的一种理想方法.     

船用智能化柴油机排气阀硬件在环仿真试验

为了研究大型低速智能化船用柴油机电控排气阀系统的特性,以研制的硬件在环仿真系统为研究平台进行试验研究.测量电控排气阀系统控制信号、轨压信号和排气阀升程信号,比较不同工况下各信号的差异.分析试验结果,得到电控排气阀执行机构特性及电控单元控制策略.硬件在环仿真系统试验为深入研究船用智能化柴油机排气阀柔性控制特性提供试验验证依据.     

柴油机分配泵电控系统的标定

针对柴油机不同的运行工况提出了不同的标定目标:起动工况起动顺畅、污染小;怠速工况运行平稳、排放低;排放法规考察工况严格限制排放;其他工况有好的经济性等。试验在装有VP37电控分配泵的柴油机上进行。经过大量台架试验优化,较详细地分析了管理系统内部控制参数对柴油机性能的影响,并根据不同的优化目标确定了VP37的基本控制MAP。标定优化后的柴油机各项性能得到了整体提高,并且通过了严格的欧ⅢESC稳态循环测试。     

不同工作条件对柴油机尾气污染物排放特性的影响综述

柴油内燃机的尾气排放是空气污染的重要来源之一,其中污染物主要包括颗粒物、氮氧化物、碳氢化合物、碳氧化合物等,这些物质在不同工作条件下的排放特征具有较大差异。对近5年来关于柴油机尾气污染物排放以及减排措施的研究进行搜集、整理和总结,主要讨论柴油机尾气污染物在不同工作条件(海拔高度、车速、发动机转速和负荷)下的排放特征。结果表明:在高海拔地区的高转速工作条件下,污染物排放情况最严重。分析影响机理发现,不同工作条件主要通过影响柴油内燃机的燃烧温度、进氧量、油气混合和燃烧时间等影响不同污染物的生成情况。提出改善柴油机尾气中污染物排放的措施,为柴油内燃机污染物在不同工作条件下排放特性的研究提供理论指导。目前,对柴油机尾气中常规污染物研究较多,但对颗粒物及气相物质中的有毒有害物质,如持久性自由基等的排放特性及生成机制的研究较少,而其环境风险可能比常规污染物更大,这是未来柴油内燃机尾气污染物研究中的重点内容。     

静电捕集柴油机排气微粒技术的研究

论述了柴油机排气微粒的危害性、控制此类微粒的重要意义及国内外研究现状,提出了采用高压脉冲直流电源的静电捕集装置来净化柴油机排气微粒的研究课题,经试验表明：此装置既能高效捕集柴油机尾气中的排气微粒,也对其HC、NOx有一定的净化作用,建立了微粒静电捕集效率计算的数学模型,得到了类似微粒静电捕集器的捕集效率的半经验公式。     

直喷式柴油机起动过程排放历程分析

柴油机冷机起动排放高于热机起动,为了分析其排放的变化历程及形成原因,利用瞬时转速及燃烧测试系统,在直喷式柴油机上进行了冷机与热机起动对比试验。试验结果表明,冷机起动整个过程中供油量较高,导致冷机起动总体排放量比热机高。冷机起动初始期失火循环和燃烧不完全循环以及过渡期滞后燃烧循环较多,导致这两个阶段的HC和CO排放明显升高。降低起动供油量,减少在起动初始期和过渡期产生的不完全燃烧和失火循环,是降低柴油机起动过程排放、进行燃烧过程优化控制的重点。     

柴油机水下排气噪声影响因素研究及降噪途径

对形成潜艇柴油机水下排气噪声的一些影响因素进行了实验研究,给出了水下排气噪声在低频、中频、及高频范围内的频谱特点,初步研讨了水下排水噪声的几种降噪途径和措施