柴油机燃用混合替代燃料的燃烧与排放特性

将生物柴油和F-T柴油(F-T diesel)进行掺混,并将其混合燃料应用于4100QBZL柴油机上.在未对原机做任何改动的情况下,研究了该机燃用不同体积配比混合燃料时的燃烧特性及NOx和碳烟排放性能.研究表明,与0#柴油相比,该机的预混燃烧放热峰值降低、扩散燃烧放热峰值升高、燃烧更柔和;NOx排放随着生物柴油掺混比例的增大而升高;碳烟排放显著下降,较0#柴油的降低幅度高达37%;低比例的混合燃料对NOx排放和碳烟排放的trade-off关系有明显改善.生物柴油与F-T柴油混合燃料宜在较低的生物柴油掺混比例范围内使用.     

柴油机燃用煤基含氧混合燃料的燃烧及排放特性

在F-T柴油中添加不同比例的丁醇、生物柴油燃料,并与0#柴油做了燃烧及排放特性的对比研究。研究结果表明:混合燃料的预混合燃烧期、扩散燃烧期、缸压峰值与放热率峰值均介于0#柴油与F-T柴油之间;相对于0#柴油,混合燃料燃烧始点提前,CA50增加,燃烧放热中心向后推迟,燃烧放热率第一峰值降低;所在相位提前,预混合燃烧放热量降低,有利于降低燃烧过程的最高温度,实现低温燃烧,第二峰值升高,扩散燃烧所占比重增加;在转速为2 000 r/min时,混合燃料(N10,N20和N10B10)的NOx排放量较0#柴油分别降低了23.40%,26.95%和23.25%,其中主要是NO的降低,NO2的排放量因为低温燃烧反而略有上升;外特性下,碳烟排放量较0#柴油分别平均降低71.47%,77.16%,68.80%。     

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。     

柴油机燃用二元煤基燃料的燃烧和碳烟排放特性

为缓解石油短缺现状并降低柴油机有害物排放,采用二元煤基燃料在1115型单缸柴油机上进行了甲醇均质混合气F-T柴油引燃燃烧试验,对比分析了不同F-T柴油供油时刻和引燃量对燃烧和碳烟排放的影响。研究结果表明:随着供油时刻由16°CA BTDC提前至24°CA BTDC,碳烟排放最高降低27%,滞燃期变长,燃烧持续期先减小后增大,放热率中心先靠近后远离上止点;随着引燃量的增加,放热率中心缓慢接近上止点,滞燃期和燃烧持续期变短,中低负荷下,碳烟排放趋于平稳,高负荷下,碳烟排放逐渐变大。通过调整F-T柴油的供油时刻和引燃量可以对燃烧和碳烟排放进行匹配优化。     

高原地区柴油机燃用生物柴油混合燃料排放特性研究

在高原环境（81kPa）下,对4100QBZL型柴油机燃用不同配比生物柴油混合燃料后的排放特性进行了实验研究。实验结果表明：与燃用柴油相比,各工况下,HC、CO和碳烟的排放均有不同程度的降低（分别平均下降4．5％～38．4％、15．4％～43．9％和12．5％～65．5％）,高负荷低转速工况下效果尤为明显;NOx的排放也得到明显改善,只有纯生物柴油的NO。排放较柴油上升了0％～2．1％,其他指标均下降（平均下降4．4％～4．9％）。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HC、CO、NOx和碳烟的排放。     

柴油机燃用柴油/二甲氧基甲烷混合燃料的燃烧特性研究

开展了柴油机燃用柴油／二甲氧基甲烷混合燃料的燃烧特性研究,为含氧燃料的使用和研究提供理论与试验依据。研究结果表明,在相同平均有效压力(pRMEP)和转速下,随着燃料中二甲氧基甲烷掺混比例(含氧量)的增加,放热率峰值增加,放热率曲线型心向上止点偏移,预混燃烧比例增加而扩散燃烧比例减小,燃烧过程等容度提高,发动机当量柴油的有效燃油消耗率降低,缸内气体最高平均温度无明显升高。柴油中添加DMM对主燃烧时间影响不大,但总燃烧时间变短。     

汽油机燃用含氧混合燃料时燃烧特性和碳氢排放的研究

开展了汽油机燃用含氧混合燃料时燃烧特性和碳氢排放的研究 ,分析了质量燃烧率和发动机碳氢排放。基于实测示功图的计算结果表明 ,与汽油相比 ,燃用汽油 乙醚混合燃料可明显缩短火焰发展角和快速燃烧角。当汽油中加入的醇类燃料比例较小时 ,与燃用汽油相比 ,可缩短火焰发展角和明显缩短快速燃烧角 ;而当汽油中加入的醇类燃料比例较大时 ,反而会增加火焰发展角和快速燃烧角。试验结果表明 ,与燃用汽油相比 ,燃用含氧混合燃料可降低发动机碳氢排放量 ,燃用汽油 乙醚混合燃料比燃用汽油 醇类混合燃料具有更低的碳氢排放。     

柴油机燃用柴油/甲醇混合燃料时的燃烧特性研究

通过添加助溶剂形成一种稳定的柴油／甲醇混合燃料，并开展了柴油机燃用此混合燃料的燃烧特性研究。研究结果表明：随着混合燃料中甲醇含量的增加，预混燃烧阶段的放热率增加，扩散燃烧时间缩短。滞燃期随甲醇含量的增加而增加，此现象在低负荷和高转速下更为明显。甲醇含量对快燃期长短影响较小，总燃烧期随甲醇含量的增加而缩短。低转速下放热率曲线中心随甲醇含量的增加而移近上止点，最大压力升高率和最高放热率随甲醇含量的增加而增加。高转速高负荷下放热率曲线中心随甲醇含量的增加而移近上止点，高转速低负荷下放热率曲线中心随甲醇含量的增加偏离上止点；高转速下最大压力升高率和最高放热率随甲醇含量的增加而增加，而进一步增加甲醇含量反而使最大压力升高率和最高放热率降低。当混合燃料中含氧量小于6％时，缸内最高压力随甲醇含量的增加而增加；进一步增加含氧量时缸内最高压力保持不变或略有降低。缸内最高平均气体温度基本上不随甲醇含量而变化。     

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.     

柴油机燃用含甲醇的柴油混合燃料羰基污染物的排放特性

结合衍生化样品前处理方法和高效液相色谱(HPLC)分析技术,对比研究了燃用含甲醇体积分数为13%的柴油混合燃料和纯柴油在不同工况下的羰基污染物的排放特性.研究结果表明:分析方法可准确对尾气中13种醛酮类非常规排气污染物进行定性定量分析;燃用混合燃料的羰基污染物的总体比排放量是15.2～332.1 mg/(kW·h),是柴油的1.49～3.24倍.在各羰基污染物中,甲醛和乙醛的含量最多,其次是丙烯醛、丙酮、丙醛,这5种醛酮化合物比排放量占总羰基污染物比排放量的80%以上.除燃用纯柴油时的己醛、丙醛排放外,燃用混合燃料和纯柴油的羰基污染物的排放趋势基本一致,均随平均有效压力的升高其比排放量逐渐减小.     

柴油机燃用F-T柴油与0号柴油混合燃料的燃烧特性

根据实测的喷油器针阀升程和示功图,开展了直喷式柴油机燃用F-T柴油与0号柴油混合燃料时燃烧特性的研究．试验用燃料为0号柴油、含25%和50%F-T柴油的混合燃料以及100%F-T柴油．结果表明,在相同工况下,随着混合燃料中F-T柴油比例的增加,喷油延迟角增大,而喷油持续期变化不大．滞燃期随着F-T柴油比例的增加而缩短,其中当F-T柴油的比例由0增至25%时,滞燃期缩短最为明显,此后进一步增加F-T柴油的比例,滞燃期缩短幅度减小．随着混合燃料中F-T柴油比例的增加,预混燃烧放热峰值降低,扩散燃烧放热峰值增大,燃烧持续期略有延长,缸内最高燃烧压力和气体最高平均温度降低,最大压力升高率显著下降,发动机的燃烧噪音和机械损失减小,有效燃油消耗率和有效热效率得到改善．     

柴油机燃用生物柴油混合燃料排放性能试验研究

通过对柴油机燃用掺入不同比例生物柴油的混合燃料排放性能的试验研究,结果表明：在柴油中掺入不同比例生物柴油的混合燃料,柴油机的CO,Hc和烟度均有较大的降低,NOx的排放略有升高,耗油率基本不变（在最大负荷时,10％,20％,30％的混合燃料和柴油机比较,HC的排放分别减少了20％,33．3％和83．3％;碳烟的排放分别减少了16．2％,51．8％和63．6％）。     

柴油机燃用生物柴油混合燃料排放性能试验研究

通过对柴油机燃用掺人不同比例生物柴油的混合燃料排放性能的试验研究,结果表明：在柴油中掺人不同比例生物柴油的混合燃料,柴油机的CO,HC和烟度均有较大的降低,NOx的排放略有升高,耗油率基本不变。在最大负荷时,5％,15％,25％的混合燃料和柴油机比较,HC的排放分别减少了15％,33.3％和83.3％,碳烟的排放分别减少了16．2％,51．8％和63．6％。     

新型复合含氧燃料对柴油机燃烧和排放特性的影响

分析了自行配制的新型复合含氧燃料FHYJ和F10(体积比例为10%的FHYJ和柴油的混合燃料)的理化特性,在车用BJ493Q柴油机上进行了燃用F10的试验,比较和分析了燃用柴油和F10时柴油机的动力性、经济性、燃烧特性和排放特性.结果表明:在柴油机不做任何改动的条件下,与原机相比较,燃用F10时动力性变化不大;能量消耗率略有改善,改善程度在低负荷时较中、高负荷大;缸内压力、压力升高率、放热率峰值略有下降,出现位置后移2℃A～4℃A左右;滞燃期和预混合燃烧期延长,扩散燃烧期和燃烧持续期缩短;碳烟排放显著降低,最大降幅达83.1%,CO和Nox排放略有改善,HC排放基本相同.     

燃料理化特性对柴油机燃烧和排放影响

将燃料理化特性参数依次分离,研究不同燃料特性在宽广废气再循环(EGR)范围内对柴油机燃烧和排放的影响规律.结果表明:试验选用的国Ⅳ柴油燃料,成份的改变如芳烃和硫含量降低对燃烧和NO_x、THC、CO及碳烟排放影响作用很小.燃料沸点和黏度降低,预混放热峰值增大,碳烟排放降低;负荷增大后对碳烟降低作用减小.燃料沸点和黏度在中、低比例EGR率下对气体排放影响很小,在高比例EGR率下低沸点、低黏度燃料THC和CO排放较高.十六烷值是决定燃烧放热时刻的最重要参数,不同十六烷值燃料在高比例EGR率下对滞燃期影响更显著.十六烷值和含氧是降低碳烟两个决定性因素,孰重孰轻视燃料特性而定,不同十六烷值燃料的气体排放差异很小,只在低EGR率下随十六烷值降低,NO_x排放略有升高.正丁醇分子结构较甲醇、乙醇、丁酸甲酯和2,5-二甲基呋喃(DMF)能更有效降低碳烟.     

车用多缸直喷柴油机燃用二甲醚的燃烧和排放特性研究

开展了4缸直喷柴油机燃用二甲醚时的燃烧和排放特性的研究。结果表明，适当增加喷油器伸出缸盖底平面的距离，采用流通截面较大的喷油器，降低启喷压力，可以提高CA498发动机燃用二甲醚时的热效率。燃用二甲醚时，发动机缸内的最大爆发压力和压力升高率低于燃用柴油时的情况。二甲醚发动机在所有工况下均可实现无碳烟排放，NO，排放约为柴油机的50％，CO和HC排放与柴油机相当。试验结果表明二甲醚是一种高效、低排放、燃烧噪声低的柴油机新型代用燃料。     

高原环境柴油机燃用聚醚型含氧燃料燃烧特性

以某型军用车辆柴油机为研究对象,进行了4,500,m海拔条件下的高原模拟环境试验,比较和分析了该型柴油机燃用军用柴油和掺混不同比例聚甲氧基二烷基醚型含氧燃料时的燃烧特性.结果表明:高原环境下柴油机燃用该型含氧燃料时,随着掺混比例增加,滞燃期缩短,压升率降低,燃烧放热等容度增加,热效率提高,有效地缓解了高原环境下柴油机功率损失和后燃严重的问题,尤其在柴油机高速小负荷工况下,动力性与经济性显著提高,是一种适用于高原环境下的聚醚型含氧型燃料.     

柴油机燃用柴油/水煤浆混合燃料性能与排放研究

对柴油机燃用柴油/水煤浆混合燃料进行了试验研究,结果表明:与柴油相比,使用混合燃料后柴油机多数工况的有效热效率下降;燃料消耗率有所增加,但折算成当量柴油消耗率基本降低;NO_x排放明显下降,最低为原机的20%;CO和HC排放有所上升,但仍能满足排放标准。     

柴油机燃用二甲醚的燃烧特性

对直喷式柴油机燃用二甲醚的燃烧特性进行了研究,测量了示功图和油器针阀升程,计算了燃烧特性并与燃用柴油进行对比。结果表明,与柴油相比,发动机燃用二甲醚时的喷油延迟期延长,滞燃期缩短,最高爆发压力和最大压力升高率均低于柴油机。研究表明发动机燃用二甲醚具有良好燃烧特性。