预喷射—一种优化直喷柴油机排放性能的措施

柴油机与其它类型的发动机相比,在油耗和耐久性上具有显著的优点。然而,近来柴油机对环境的影响已成为日益严重的问题,且阻碍了柴油机的发展。在保持柴油机的燃油经济性及二氧化碳排放小的优点的同时,又要满足严格的排放法规,燃油喷射系统是最重要的关键之一。 研究表明,通过应用燃油预喷射的技术,在很大程度上既能降低直喷机的NO_x和颗粒排放,又能改善燃烧噪声。另外,它不仅保持了柴油机的低油耗和独特性能,而且还证明了适应环境要求的目标的潜能,而这二点是与降低二氧化碳的排放直接有关的。所有重要的环境因素都受燃油喷射系统的很大影响,它无疑将在未来柴油机的发展中起重要作用。 本文描述了通过控制燃油喷射速率和预喷射来改善燃烧和排放特性的可能性。这些结论是通过应用具有先进的液压性能的实验喷射系统,做了大量试验分析而得到的。而且,还揭示了如何进行预喷射以达到降低排放和燃烧噪声。最后,讨论了通过改变这些喷射系统的参数来优化发动机性能的潜力。     

柴油机新型低排放燃油喷射技术的研究与应用

介绍了柴油机低排放技术下燃油喷射研究的进展,并着重介绍了燃油二次射流技术,燃油多次喷射技术以及闪急沸腾喷射技术在柴油机降低排放中的应用与实践。分析与总结了不同燃油喷射技术的特点,展望了未来柴油机低排放燃油喷射技术的发展趋势。     

预喷射技术对柴油机噪声影响的试验研究

研究了预喷射技术在改善排放性能的同时,对高压共轨电控柴油机噪声的影响.通过试验,以燃油消耗率、噪声和NOx为主要指标,分析研究了不同工况下,轨压、主喷定时、预喷定时和预喷量等的变化对柴油机性能所产生的影响,优化了柴油机的排放性能.分析结果表明,预喷射可以有效改善柴油机的燃烧过程,降低缸内最高压升率和缸内最高燃烧温度,从而优化噪声和NOx的排放,效果在低负荷下尤其明显.     

利用预喷射降低柴油机低速全负荷黑烟排放

针对一台产品电控柴油机,分析了其低速全负荷工况下黑烟产生的原因,并针对黑烟产生的原理进行了降低其黑烟排放的研究工作,采用了增加喷射压力、改变喷油定时和采用预喷射等一系列方法。其中利用预喷射形成预混合燃烧降低了柴油机低速全负荷排气烟度,经过分析和试验达到了预期的效果。研究结果表明,部分预喷射柴油的充分蒸发和混合减少了产生黑烟的富混合气区域,同时,少量预喷射燃油的提前放热减少了主喷射燃烧时的温度梯度,这些因素都有效地减少了柴油机黑烟排放。但与优化的无预喷射方式相比,预喷射方式的燃油消耗略有升高。     

GD-1柴油机多次喷射协调控制策略研究

基于GD-1高压共轨燃油喷射系统,首先通过试验和理论研究了多次喷射中各部分喷油对柴油机性能和排放的影响,然后就预喷使能、后喷使能和总控制字等几方面对多次喷射控制策略进行了详细的分析和设计,并编写了优先级限制器等关键部件的控制算法。最后在此基础上利用Matlab／Simulink软件平台对控制策略进行了仿真,成功的实现了所设计的GD-1柴油机多次喷射的控制策略。     

大缸径船用柴油机部分预混压燃的试验研究

以某中速船用柴油机为研究对象,试验研究了基于两次喷射技术对于船用柴油机性能和燃烧特性的影响。结果表明,基于两次喷射技术可以实现大缸径船用柴油机PPCI燃烧模式,两次喷射的预喷正时、预喷油量及燃油喷射压力对于PPCI燃烧过程有明显影响。通过两次喷射策略在单缸机试验研究,可以确定适用于大缸径船机的PPCI燃烧的燃油喷射控制策略：在Pe0.3MPa下,采用喷射压力105 MPa +预喷时刻20°CA BTDC +预喷油量20%,在Pe0.6MPa时,喷射压力120 MPa +预喷时刻35°CA BTDC +预喷油量28%的喷油策略,可以实现较为理想的部分预混均质压燃PPCI燃烧,燃油消耗率可改善3.1%~6.2%,soot排放降低51%~62%,压升率降低58~70%。本文研究为船用柴油机满足未来EEDI法规及低噪声设计提供有效支撑。     

GD-1高压共轨燃油喷射系统的应用研究

将GD-1高压共轨电控燃油喷射系统配备在YC6112ZLQ发动机上,通过一系列调整喷油参数的试验,探讨了喷油压力、喷油正时和预喷射对发动机性能和废气排放的影响规律.根据这些规律,对喷油参数在所有工况范围内进行匹配标定,并将标定后的共轨系统用于YC6112ZLQ柴油机.研究表明GD-1高压共轨电控燃油喷射系统在控制喷油参数方面有很大的灵活性,对降低废气排放和改善发动机的性能有很大潜力.     

基于微遗传算法的船用柴油机喷油策略优化及研究

为优化大型船用柴油机的燃油喷射策略,采用微种群遗传算法结合三维数值模拟,在一台大缸径低速船用柴油机上对两个喷油器的主喷时刻、预喷间隔和预喷比例进行了优化,并在优化算例的基础上研究了大型船用柴油机各个喷油器预喷参数和顺序喷射对性能与排放的影响。研究结果表明,在采用顺序喷射的前提下,顺序喷射间隔影响NOx排放和指示燃油消耗率。第一个和第二个喷油器的预喷策略对大型船用柴油机的性能与排放有不同的影响,前者是预喷放热与主喷滞燃期缩短综合作用的结果,而后者主要是预喷放热自身的影响。通过以上研究和优化,柴油机的NOx排放降低了21.27%,表明该方法可以用于优化大型船用柴油机的喷射策略。     

EGR对柴油机超多喷孔预混合燃烧影响的研究(下)

为了在柴油机上实现预混合燃烧同时降低NOx和烟度(soot)排放,本研究采用大量废气再循环(EGR)在一台车用六缸柴油机上进行试验研究.大量EGR可以降低NOx排放,但会引起soot排放的增加,为了消除这一不利后果,采用具有大流通面积的超多喷孔油嘴,并结合使用电控高压共轨燃油喷射系统实现高压喷射,缩短喷射持续期从而实现预混合燃烧,降低soot排放.对EGR如何影响柴油机超多喷孔预混合燃烧性能进行了试验研究,选定4个试验工况,通过改变EGR率来测试柴油机性能.结果显示在高EGR率,并结合超多喷孔油嘴,以及合适的喷射压力、喷油始点下.有利于柴油机实现预混合燃烧,达到同时降低NOx和soot排放的目的.     

喷油率形状可变的增压式压电共轨喷射系统

柴油机的低排放与经济性是相互矛盾的，为降低制造成本和运行费用，必须进一步采取机内净化措施降低柴油机的原始排放和燃油耗，其中燃油喷射系统依然起着十分重要的作用。Bosch公司正在研制的一种增压式压电共轨喷射系统(APCRS)，不但能以较低的共轨压力获得比一般共轨系统高得多的喷油压力，而且除能进行多次预喷射和后喷射外，还能使主喷射的喷油率形状从矩形变化到斜坡形直至靴形，与柴油机的运转工况达到最佳的匹配，在宽广的发动机特性曲线范围内显示出明显降低排放和燃油耗的潜力。     

生物制气-柴油双燃料发动机NOx计算模型

采用气化炉热解气化各种农林废弃的生物质,产生可燃生物制气,作为双燃料发动机的主要燃料。双燃料发动机由单缸、四冲程、水冷、直喷式柴油机改装,生物制气通入发动机进气管,在进气过程中吸入气缸。在油滴蒸发准维燃烧模型的基础上,结合单区模型和详细化学反应动力学机理,建立生物制气-柴油双燃料发动机的NOx生成模型,计算结果与试验结果吻合较好。供油提前角提前,生物制气-柴油双燃料发动机NOx排放量增加;引燃柴油量减小时,NOx排放量减小。     

预燃室式柴油-天然气双燃料船用发动机热效率优化燃烧控制策略仿真研究

基于CONVERGE软件建立了预燃室式柴油/天然气双燃料船用二冲程发动机的三维计算流体动力学（computational fluid dynamics,CFD）模型,研究了压缩比、引燃柴油质量和喷射压力、引燃柴油喷射角度对燃烧过程的影响,探索了提高柴油/天然气双燃料船用发动机热效率的燃烧策略。结果表明：提高压缩比可以提高缸内的最大爆发压力,从而有效提高热效率,但受发动机机械强度的限制,压缩比为12.5时可以获得较佳的效果;适当增大引燃油量和喷射压力,可以使射流火焰的着火点增加,点火能量增强,对热效率略有改善;调节引燃柴油的喷射角度,将引燃油喷射到CH4浓度较高区域可以获得更好的引燃效果,降低指示燃料消耗率;提高压缩比至12.5结合推迟喷油策略对热效率的改善效果更为明显。     

采用电控燃油喷射柴油机提高DF7型调车机车经济性和环保性能

柴油机采用电控燃油系统,可以有效地提高部分负荷工况下工作的经济性,降低有害气体的排放。调车机车装用电喷柴油机,效果尤为显著。     

喷油提前角对非道路移动机械用柴油机性能的影响

以一台四缸非道路移动机械用柴油机为试验发动机,在喷油提前角为3℃A、1℃A和-1℃A条件下,对发动机的外特性、经济特性以及排放特性进行了研究。研究表明:喷油提前角的推迟,对发动机动力性影响不大;但对柴油机的经济性影响比较大,尤其是发动机运行在中高转速时;喷油提前角对排放也有较大影响,随着喷油提前角的推迟,CO和HC排放增加,NOx排放得到一定程度的改善;喷油提前角3℃A下的八工况点比排放得到大幅改善。因此,通过调整喷油提前角可使该非道路用柴油机达到拟国3排放法规的要求。     

供油提前角对天然气/柴油双燃料发动机排放的影响

天然气／柴油双燃料发动机的排放指标受多种因素的制约,其中作为引燃燃料－柴油的供油提前角变化对发动机排放特性影响较大。试验结果表明,在可调节的供油提前角范围内,双燃料发动机排放中的ＴＨＣ相差３倍以上,ＣＯ相差近１．５倍左右,ＮＯｘ相差１．５倍左右。而且,在保证原机标定功率和动力性的基础上,双燃料发动机的供油提前角需要适当调整,并存在最佳供油提前角,保证良好的排放性能。     

喷油定时对柴油机经济性和排放的影响

燃油喷射装置是柴油机的一个重要组成部分,燃油系统喷油定时对柴油机的性能、烟度、排放、噪音起着至关重要的影响。对比试验不同的喷油定时对柴油机的油耗和排放的影响,并分析如何选择喷油定时使柴油机获得良好的性能。     

电控共轨喷油系统柴油机性能的研究

介绍了电控共轨喷油系统在柴油机上的应用;进行了直喷柴油机与电控共轨喷油系统的匹配试验;研究了共轨压力、喷油提前角及转速、负荷等工作参数对柴油机性能的影响。结果表明,对于不同的工况选择合适的共轨压力和喷油提前角,可以降低燃油消耗率和最高爆发压力,改善排放,达到对柴油机性能的综合要求。     

GD-1燃油喷射系统喷油参数对发动机性能的影响

摘将GD-1高压共轨电控燃油喷射系统用于常规直喷式柴油机，采用不同喷油参数(喷油规律、喷油压力和喷油定时)对发动机的性能进行研究。试验结果表明，预喷射不仅可以改善冷起动性能和降低冷起动时白烟的排放，在高负荷时也可以降低烟度的排放；喷油压力的提高和喷油定时的提前改善了发动机的性能和排放。     

直喷式柴油机强化燃烧的研究

本文阐述对直喷式柴油机强化燃烧的研究,重点通过所建立的优化直喷式柴油机工作过程的数学模型模拟计算,研究和分析了直喷式柴油机的工作过程和燃烧性能。计算与试验研究均表明,提高喷油压力、缩短喷油期、提高增压压力和采用预喷射快速燃烧、均质预混合燃烧等技术,均可强化柴油机燃烧过程以满足动力性、经济性和排放的要求。