新型多碳醇-柴油燃料在发动机上的应用研究

本试验在一台S195柴油机上进行,试验结果表明,新型混合燃料的油耗率比纯柴油要高,但随负荷的增大,这种差距呈下降趋势。新型混合燃料在较大工况范围都保持较低的CO排放量。两种新型燃料的HC排放曲线呈相同的规律,绝大部分工况下,新型混合燃料的HC排放要高于纯柴油。新型混合燃料的NOx排放比纯柴油低,并且随燃料中碳原子数的增加,NOx排放进一步降低。新型混合燃料的碳烟排放比纯柴油低,BL20D80燃料对碳烟排放的改善要优于HL20D80燃料。     

乙醇柴油混合燃料发动机的经济性和排放特性的试验研究

在一YC6J170-21车用六缸发动机上进行了添加助溶剂（正丁醇）情况下,无水乙醇与市售0#柴油的混合燃料对柴油机经济性和排放特性影响的研究。试验结果表明：柴油机燃用乙醇柴油混合燃料的油耗率比纯柴油高,并且随乙醇比例的增大油耗率增大,但混合燃料的等热值当量油耗率与纯柴油相差不大,混合燃料的有效热效率比纯柴油高。柴油机燃用乙醇柴油混合燃料后,NOx和碳烟排放大幅度降低,且随着混合燃料中乙醇比例的增加,下降效果明显。柴油机燃用乙醇柴油混合燃料对CO的排放改善不明显,CO排放与原机相当。柴油机燃用乙醇柴油混合燃料后,HC排放比原机增大,且HC排放与混合燃料中乙醇比例及发动机工况有关,乙醇比例越高,HC排放也基本越大。     

柴油机燃用不同比例菜籽油生物柴油和乙醇柴油的对比试验研究

在一台S195直喷柴油机上进行燃料燃烧对比试验,试验结果表明,燃用生物柴油和乙醇柴油会使柴油机的动力性有所下降,其中菜籽油生物柴油的动力性接近纯柴油燃料的动力性,乙醇柴油的动力性相对较差。生物柴油和乙醇柴油的油耗率都比纯柴油要高,生物柴油的油耗率要高于乙醇柴油。但随负荷的增大,这种差距呈下降趋势。生物柴油和乙醇柴油在较大工况范围都可以保持比纯柴油燃料较低的CO排放量。低负荷状态下改善不明显,甚至会增大;高负荷工况下,混合燃料的CO排放比纯柴油降低较多。绝大部分工况下,生物柴油和乙醇柴油燃料的HC排放都比纯柴油高。绝大部分工况下,生物柴油和乙醇柴油的NOx排放和碳烟排放都比纯柴油低,其中生物柴油的表现优于乙醇柴油。     

空燃比对柴油/丙烷混合燃料发动机燃烧和排放的影响

在单缸直喷式柴油机上,研究了燃用柴油和柴油/丙烷混合燃料时,空燃比对发动机燃烧和排放特性的影响。结果表明:发动机转速一定时,燃烧持续期随空燃比和丙烷比例的增加而缩短;缸内最高燃烧压力随空燃比的增大而减小,随丙烷比例的增加而增大;NOx和碳烟排放随空燃比的增大而降低,HC排放在小空燃比时随空燃比的减小而大幅度增加,而在大空燃比时随空燃比的增大而稍有增加;在小空燃比时CO排放随空燃比的减小而增加,在大空燃比时变化不大;燃用柴油/丙烷混合燃料可同时降低CO、HC和碳烟排放,但NOx排放增加。     

生物柴油-乙醇混合燃料柴油机的试验研究

通过在ZS195柴油机上进行对比试验,分析了生物柴油及生物柴油-乙醇混合燃料的不同比例对柴油机性能的影响.研究结果表明,柴油机燃用混合燃料后,乙醇的掺烧率为30%以下时,其动力性能良好,折合油耗率均有不同程度的改善.柴油机燃用生物柴油和混合燃料时,碳烟在整个运转工况范围内均比燃用柴油时有大幅度的降低.在大负荷下的CO排放量比燃用柴油时有大幅度的降低.NOx排放量比燃用柴油时有所改善,随着乙醇比例的增大NOx排放量逐级降低.燃用混合燃料时HC排放量比燃用柴油有所增加,并随着生物柴油中乙醇比例的增加而增大.     

甲醇-柴油混合燃料对发动机燃烧及排放特性的影响

在一台YTR3105直喷式柴油机上进行了小比例甲醇-柴油混合燃料发动机的燃烧及排放特性试验研究。结果表明:在相同的平均有效压力和转速下,随着甲醇含量的增加,燃料着火延迟相应增大,使得燃烧过程向上止点后移动。混合燃料的滞燃期比柴油长,预混燃烧放热率峰值增大,燃烧持续期缩短,缸内最大爆发压力和压力升高率增加。与纯柴油相比,甲醇-柴油混合燃料HC排放有所升高,但NOx和碳烟排放降低。大负荷时,CO排放显著下降。     

在直喷式柴油机上燃用低比例生物柴油和柴油的试验研究

在原直喷式柴油机结构和参数不做任何改变情况下,燃用低比例生物柴油和高比例柴油的混合燃料进行试验研究.试验结果表明:发动机燃用20%生物柴油和80%柴油的混合燃料与柴油相比较,在外特性下,B20功率和扭矩均比柴油低,当量油耗率低速时要低,高速时高.在外特性和1800 r/min负荷特性下,混合燃料碳烟、CO和HC排放均降低,NOx排放(除少数工况外)略有增加.该混合燃料对降低柴油机碳烟、C0和HC排放十分有利.     

乙醇与柴油混合燃料燃烧特性及排放特性的试验研究

在一台YC4112ZLQ增压柴油机上进行了不加任何助溶剂和着火改进剂的情况下,无水乙醇与柴油混合对柴油机燃烧过程影响的研究。试验结果表明,随着混合燃料中乙醇比例的提高,滞燃期延长,放热峰值增大,缸内最大爆发压力和最大压力升高率升高。与柴油相比,E10和E20有效热效率与原机相当,E30在高速大负荷工况热效率降低,NOx和碳烟排放明显降低;但HC和CO排放随着混合燃料中乙醇比例的增大,发动机转速为1500 r／min时,HC排放和CO排放均降低,发动机转速为2300 r／min时,HC排放和CO排放均有所升高。     

生物含氧燃料成分对柴油机性能影响的试验研究

将占体积比80％的柴油分别掺混20％乙醇、20％生物柴油以及10％乙醇和10％生物柴油的混合物,连同纯柴油组成E20、B20、E10810和柴油共4种燃料,在一台4缸柴油机上进行燃烧、性能及排放特性试验研究。结果表明：含氧燃料成分的不同对折合油耗率基本不产生影响,但对燃烧和排放特性影响较大。发动机燃用E20的缸内最大爆发压力较柴油要大,B20、E10810较柴油要小;含氧燃料中生物柴油的加入使最大压力升高率减小,燃烧变得柔和;含氧燃料的放热时刻均落后于柴油的放热时刻。含氧燃料成分在中低负荷下对HC和CO的排放影响较大,随着含氧燃料中乙醇比例的增加HC和CO排放增加,在中高负荷下,3种含氧燃料的HC和CO排放基本相当;除了在2300r／min的中低负荷下含氧燃料的HC和CO排放较柴油高以外,其它工况下含氧燃料的HC和CO排放较柴油要低。含氧燃料成分不同对NOx排放的影响很小,3种含氧燃料的NOx排放都比柴油低。3种含氧燃料的碳烟排放较柴油要低,而且随含氧燃料中乙醇比例的增加,碳烟排放减小。     

增压柴油机燃用LPG-柴油双燃料掺烧特性研究

采用复合燃料供给方式，在一台增压柴油机上进行了LPG－柴油双燃料掺烧特性试验研究，在不同转速和负荷下对比分析了LPG－柴油双燃料发动机不同掺烧比时的碳烟、NOx,CO,HC排放和燃料经济性。试验结果表明：随着掺烧比的增大，碳烟排放显著下降；NOx排放基本相同，HC排放增加较多，CO排放先增后略减；小负荷下，燃料消耗率略增，大、满负荷下，燃料消耗率先减后略有回升。     

甲醇/柴油混合燃料柴油机性能试验研究及分析

在一台YC6105型六缸直列直喷柴油机上进行了燃用甲醇/柴油混合燃料对柴油机性能和排放影响的研究。试验结果表明:使用甲醇/柴油混合燃料柴油机具有相对较好的动力输出特性;与使用纯柴油燃料相比,NOx排放大幅下降,碳烟排放明显减少,并对CO排放有很强的抑制作用;对HC排放影响不大,但在高速高负荷时会促进HC生成。     

不同海拔下VGT对含氧燃料柴油机性能的影响

利用大气压力模拟装置,试验研究了可变几何截面涡轮增压器(VGT)对高压共轨柴油机分别燃用纯柴油和生物柴油-乙醇-柴油(BED)含氧燃料的经济性、排放特性及燃烧特性的影响。结果表明:随着海拔的升高,柴油机经济性恶化,氮氧化物(NO_x)排放降低,而一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)排放及烟度升高。燃用纯柴油与含氧燃料,随着VGT喷嘴环开度的增大,柴油机的经济性均有不同程度的恶化,而CO、HC排放及排气烟度也都有不同程度的升高。在高海拔地区,燃用纯柴油的经济性优于含氧燃料,但使用含氧燃料有助于改善柴油机的CO、HC排放及烟度。在中等负荷工况下,NO_x排放随着VGT喷嘴环开度的增大呈现先减小后增大的趋势;在高负荷工况下,放热率峰值和最高气缸压力均随着VGT喷嘴环开度的增大而降低,从而降低了NO_x排放。     

进气预混乙醇降低柴油机碳烟与NOx排放的试验研究

通过开发的控制系统在485QDI发动机上研究了不同喷嘴、不同喷油定时、不同喷醇的起点对发动机碳烟、NOx排放和经济性的影响。经过优化供油参数和喷醇起点的喷醇发动机与原柴油机进行的对比试验,证明采用进气预混乙醇发动机在碳烟、NOx排放明显优于原柴油机,经济性也好于原柴油机,并在柴油机燃用可再生的含氧燃料方面做了很多有益的探索。     

柴油中溶入甲烷对发动机燃烧排放特性的影响

设计了几种不同甲烷含量的甲烷／柴油混合燃料,在实用柴油机上对它们的燃烧和排放特性进行了试验研究。研究结果表明,根据柴油中甲烷含量的不同,溶气对比油耗和热效率有正反两方面的影响;溶有甲烷的柴油与纯柴油相比有较长的着火滞燃期和较低的最大放热率;柴油中甲烷的溶解量越大,滞燃期越长,最高放热率越低;与纯柴油相比,溶有甲烷柴油的NOx排放降低,HC排放增加;在较高的甲烷溶解度时,NOx和烟度排放能够同时降低。     

高原地区不同配比生物柴油的排放特性

本文在高原环境（81kpa）下,对4100QBZL柴油机燃用不同配比生物柴油混合燃料后NOx与碳烟的排放进行了试验研究。试验结果表明：与柴油相比,纯生物柴油的NOx排放上升了0%~0.22%,而掺混比为30%以内的混合燃料的NOx排放则下降了2.9%~4.5%;碳烟的排放明显降低,且随掺混比的增加而降低,纯生物柴油的碳烟排放下降了33%~53%,掺混比为30%以内的混合燃料的碳烟排放下降了10%~31%。综合考虑,燃用掺混比为30%以内的生物柴油混合燃料,能同时有效地降低NOx与碳烟的排放。     

Modeling study of soot formation and oxidation in DI diesel engine using an improved soot model

Particulate emission is one of the most deleterious pollutants generated by Diesel fuel combustion. The ability to predict soot formation is one of the key elements needed to optimize the engine performance and minimize soot emissions. This paper reports work on developing, a phenomenological soot model to better model the physical and chemical processes of soot formation in Diesel fuel combustion. This hybrid model features that the effect of turbulence on the chemical reaction rate was considered in soot oxidation. Soot formation and oxidation processes were modeled with the application of a hybrid method involving particle turbulent transport controlled rate and soot oxidation rate. Compared with the original soot model, the in-cylinder pressures, heat release rate and soot emissions predicted by this hybrid model agreed better with the experimental results. The verified hybrid model was used to investigate the effect of injection timing on engine performance. The results show that the new soot model predicted reasonable soot spatial profiles within the combustion chamber. The high temperature gas zone in cylinder for hybrid model case is distributed broadly soot and NOx emission dependence on the start-of-injection (SOI) timing. Retarded SOI timing increased the portion of diffusion combustion and the soot concentration increased significantly with retarding of the fuel injection timing. The predicted distributions of soot concentration and particle mass provide some new insights on the soot formation and oxidation processes in direct injection (DI) engines. The hybrid phenomenological soot model shows greater potential for enhancing understanding of combustion and soot formation processes in DI diesel engines.     

F-T柴油对直喷式柴油机燃烧和排放的影响

在两种不同供油提前角下研究了燃用F-T柴油对直喷式柴油机燃烧和排放特性的影响,结果表明:发动机不做任何调整时,与0号柴油相比,燃用F-T柴油的滞燃期较短,预混燃烧放热峰值较低,扩散燃烧放热峰值较高,最高燃烧压力和最大压力升高率较低,燃油消耗率和热效率都得到了改善,HC、CO、NOx和碳烟排放同时降低。当供油提前角推迟3℃A时,燃用F-T柴油燃烧持续期明显缩短,预混燃烧放热峰值、最高燃烧压力和最大压力升高率进一步降低,扩散燃烧放热峰值略有升高,燃油消耗率变化不大,NOx排放进一步降低, HC、CO和碳烟略有增加,其中HC排放与原柴油机相当,而CO和碳烟仍远低于原柴油机。     

增压柴油机燃用不同掺比菜籽油甲酯的燃烧和排放的试验研究

在D6114ZLQB车用增压柴油机上比较研究了不同比例的菜籽油甲酯和0号柴油的混合燃料对发动机燃烧过程、燃油经济性和排放特性的影响。试验结果表明：燃用体积比低于15%的菜籽油甲酯,发动机的缸内燃烧过程和纯柴油基本一致;增压柴油机燃用菜籽油甲酯和柴油的混合燃料可以有效降低碳烟、HC和CO的排放;NOx排放略有上升;15%以内的菜籽油甲酯对柴油机燃料经济性影响很小。研究认为：增压柴油机相对自然吸气式柴油机具有更好的生物柴油燃料适应性;在不改变发动机参数的条件下,低比例的菜籽油甲酯具有良好的推广应用前景。     

柴油机掺烧不同比例生物柴油的试验研究

将体积分数为10%2、0%、30%的生物柴油掺混到柴油里组成3种混合燃料,并连同纯柴油共4种燃料,在一台四缸增压中冷柴油机上进行性能、燃烧和排放特性的试验研究.结果表明,柴油机燃用生物柴油与柴油混合燃料的折合油耗率与燃用纯柴油时基本相当;燃用混合燃料的缸内最大爆发压力和压力升高率较低,着火时刻较晚;混合燃料的NOx和碳烟排放与燃用纯柴油时相比均有不同程度的降低,但混合燃料的HC和CO排放只是在1 500r/min时才较纯柴油低,当转速在2 300 r/min时,混合燃料的HC和CO排放更高.