过量空气系数和点火正时对M100甲醇发动机性能影响研究

将一台4气门汽油机改装为燃用M100甲醇发动机,测量了甲醇发动机的动力性、经济性参数,研究了M100甲醇发动机性能随过量空气系数、点火提前角的变化规律。结果表明：转速为2 500 r/min、 部分负荷工况时,当过量空气系数一定,随点火提前角的增加,甲醇发动机的转矩增大,当量燃料消耗率下降,NO排放升高80%以上;相同工况时,当点火提前角一定,随过量空气系数的减小,发动机转矩增大,HC、CO排放明显增加。与燃用汽油相比,M100甲醇发动机外特性上的最大转矩增加约5.2%;在城市道路常用转速2 000 r/min,甲醇发动机按负荷特性运行,当量燃料消耗率低于原汽油机。     

天然气混氢发动机稀燃极限影响因素试验研究

为了研究点火提前角、掺氢比、节气门开度、发动机转速、机油和冷却水温度对天然气混氢发动机稀燃极限的影响,在一台点燃式发动机上开展了台架试验。试验转速1 500～3 000 r/min,节气门开度10%～40%,机油温度75 ℃～95 ℃,冷却水温度65 ℃～85 ℃. 试验用燃料掺氢比0～40%,点火提前角条件为稀燃最佳角。结果表明：过大和过小的点火提前角都使发动机的稀燃极限减小;稀燃极限随燃料中掺氢比增加而显著提高;随节气门开度增加略有上升;随发动机转速增加而减小;随机油温度升高先减小后增大;随冷却水温度升高而略有上升。     

柴油/甲醇不同掺烧方式燃烧过程和排放对比分析

在不改变4B26增压柴油机结构的前提下,对柴油机气道喷射甲醇与柴油/甲醇直接混合燃料进行了燃烧过程、排放性能试验,对两种柴油/甲醇掺烧方式的燃烧过程与排放进行了分析。试验结果表明：与柴油/甲醇直接混合相比,柴油机气道喷射掺烧10%甲醇,气缸压力相差不大,缸内平均温度较低,低负荷时滞燃期较长;气道喷射甲醇大幅度降低排气温度,NOx和碳烟排放降低效果较为显著,HC和CO排放较高。与燃烧柴油相比,两种方式掺烧10%甲醇时,发动机的动力性变化不大,缸内平均温度都有所降低,滞燃期有所延长;NOx和碳烟排放降低,HC和CO排放有所增加。     

发动机燃用模拟煤层气的试验

在改装的单缸柴油机上进行了燃用不同配比煤层气的试验．发动机采用进气道电控喷射阀,喷射几种不同配比的煤层气燃料：80％CNG和20％N2,70％CNG和30％N2,60％CNG和40％N2的煤层气分别掺烧10％和20％的氢气．试验表明,与燃用纯CNG燃料相比,发动机燃用煤层气的有效燃料消耗率增加,并且随着燃料中氮气浓度的增加有效燃料消耗率逐渐增大;缸内最高爆发压力降低,并且随着氮气浓度的增加逐渐降低;HC和CO的排放增加,NOX排放和排气温度降低．发动机燃用煤层气掺烧20％氢气燃料的HC和NOX排放量低于掺烧10％氢气燃料,小负荷时CO排放量和排气温度也降低,中高负荷时增加．结果表明,改制后的发动机能燃用多种配比的煤层气,且工作稳定、起动性能好,能够适应变组分低甲烷浓度煤层气的燃烧．     

基于支持向量机的氢混天然气发动机性能预测

为提高氢混天然气（HCNG）发动机的标定效率,精确预测发动机参数,对一台氢气体积分数为20%的HCNG燃料发动机进行试验研究和性能预测分析。基于高转速低负载工况稳态标定试验数据,采用支持向量机（SVM）方法建立发动机参数关联模型,并利用不同寻优算法为模型寻找最优参数,以提高各项参数的预测精度。结果显示：若发动机运行于最大扭矩点火正时,则等效天然气比消耗（BSFC）最小,NO_x比排放（BSNO_x）也处于较理想的水平,尤其在增加氢气比例时,这些外特性有更加显著的提升;SVM模型可以较好地描述发动机输入参数与输出参数之前的非线性关系,自变量与因变量之间的相关性较强（决定系数R²均大于0.97）,模型的预测精度较高,利用遗传算法得出的最优预测模型具有较高的泛化能力,扭矩、BSFC、BSNO_x的平均绝对百分比误差分别仅为1.23%、1.98%、5.43%。     

掺烧LPG气体燃料对柴油机经济性的影响

对发动机工况、充气效率和过量空气系数、柴油喷射系统和LPG掺烧比例等因素对柴油机经济性的影响进行了试验研究 .结果表明 :柴油机掺烧LPG后 ,高、中负荷工况时能耗下降 ,而低负荷工况时能耗增加 ;充气效率和过量空气系数的变化不会影响经济性 ;适当增加喷油提前角和减小喷油器的喷孔直径 ,增大喷油泵柱塞直径 ,有利于改善经济性 .     

天然气／柴油双燃料发动机排放的影响因素

本对引燃柴油供油提前角和天然气替代柴油率对天然气／柴油双燃料发动机排放性能的影响进行了试验研究．结果表明,随引燃柴油供油提前角的变更和天然气替代柴油率的变化,发动机排放物中THC、CO和NOx有较大变化．综合考虑发动机的排放性能及动力性等,得出了双燃料试验样机引燃油供油提前角和天然气替代柴油率的较佳范围．     

甲烷-氢气-空气预混合气燃烧特性研究

在定容燃烧弹内进行了甲烷-氢气-空气混合气燃烧试验,采集燃烧压力数据和火焰扩散图片,讨论不同的初始温度、初始压力、燃空当量比、掺氢比对甲烷-氢气-空气混合气的最大燃烧压力、最大压力升高率、燃烧速率和燃烧稳定性的影响.结果表明:混合气在较高初始温度和较低初始压力下,燃烧速率相对较大;随着混合气中氢气比例增加,最大燃烧压力值增大,其出现时刻提前,火焰半径明显增大且出现褶皱,火焰传播稳定性降低.     

甲烷掺混氢气的燃烧特性试验研究

通过在定容燃烧室内研究不同的初始温度、初始压力、燃空当量比、掺氢比下甲烷-氢气-空气混合气的燃烧压力变化规律,得到了上述条件对混合气最大燃烧压力、最大压力升高率、火焰发展期、燃烧持续期以及最大燃烧压力循环变动的影响.研究结果表明:其他初始条件不变时,甲烷-氢气-空气混合气在高温低压时火焰传播的更快;随着甲烷中掺氢比增加...     

天然气/柴油双燃料发动机排放的影响因素

本文对引燃柴油供油提前角和天然气替代柴油率对天然气 /柴油双燃料发动机排放性能的影响进行了试验研究 .结果表明 ,随引燃柴油供油提前角的变更和天然气替代柴油率的变化 ,发动机排放物中 THC、 CO和 NOx有较大变化 .综合考虑发动机的排放性能及动力性等 ,得出了双燃料试验样机引燃油供油提前角和天然气替代柴油率的较佳范围     

进气氧浓度对柴油机燃烧过程影响的仿真研究

为分析进气氧浓度对柴油机燃烧的影响,通过调节进气氮氧比控制进气氧浓度,应用计算流体力学（CFD）软件FIRE对不同进气氧浓度下柴油机燃烧过程进行了三维仿真研究。研究结果表明：进气氧浓度影响缸内混合气质量,进气氧浓度降低,缸内浓混合气增加,扩散燃烧阶段放热速率降低。随着进气氧浓度降低,缸内最高压力和平均温度降低,柴油机燃烧品质变差。富氧燃烧时柴油机NOx排放升高,碳烟排放降低;部分负荷时,进气氧浓度降低,NOx和碳烟排放均降低。     

空燃比对准均质充量压缩点燃天然气发动机低负荷排放性能的影响

通过采用进气节流改变空气／天然气过量空气系统фa,实验研究了фa对准均质充量压缩点燃( QHCCI)天然气发动机的低负荷排放性能的影响。研究结果表明：在低负荷工况下,фa太小,将会导致NOx,排放增加,热效率下降;фa过大,将会导致HC、CO排放的增加。通过对фa进行优化控制,大大降低了低负荷工况下HC和CO排放。     

喷孔分布对柴油机双ω燃烧系统性能影响的研究

为了改善柴油机喷雾空间分布,提高缸内混合气形成质量,提出了双ω型燃烧室及与之相匹配的双排喷孔的燃烧系统。应用AVL FIRE软件对不同喷孔分布形式的双ω型燃烧室缸内喷雾、混合气形成和燃烧过程进行数值模拟,分析了喷孔分布形式对缸内当量比分布和温度场及燃烧与排放特性的影响。研究结果表明：适当增加上排喷孔的数目能够有效提高混合气形成质量,改善燃烧过程;采用上排5个、下排3个的喷孔分布形式能够获得较低的氮氧化物和碳烟颗粒排放。     

柴油引燃天然气双燃料燃烧稳定性研究

本文对天然气和柴油双燃料发动机的复合燃烧规律进行了研究,主要阐述负荷、转速、替代率、柴油供油特性、引燃油量、进气混合气浓度和供油提前角等因素对燃烧循环变动、燃烧恶化和爆震燃烧等的影响及其特征。     

含氧组分燃料降低装甲车辆柴油机碳烟排放的研究

在不对柴油机结构进行任何改动的情况下,通过台架试验研究了2种含氧组分燃料—生物柴油和碳酸二甲酯(DMC)对某型装甲车辆柴油机缸内燃烧过程、动力性和排放的影响。结果表明:添加20%的生物柴油会使缸内压力曲线略有前移,对动力性影响不大,外特性扭矩最大降幅小于2%,在中、高转速时降低碳烟排放22%～46%;柴油中添加20%的生物柴油和10%DMC,会使缸内压力曲线后移,压力峰值降低,外特性扭矩降低约5%,降烟效果更好,降低幅度均在25%以上,最高可降61.5%.2种方案NOx排放都有一定程度升高,个别工况下升高约10%.