高掺混比甲醇汽油对发动机性能的影响

使用高掺混比甲醇汽油为燃料,通过台架试验,研究不同掺混比例对车用发动机油耗以及尾气排放的影响,同时探讨了对未燃甲醇和甲醛的排放量与负荷的关系.结果表明:使用高掺混比甲醇汽油,有利于降低HC、CO的排放,但对NOx的排放影响不大;在3种混合比例不同的甲醇汽油中,甲醇的质量分数为30%的汽油燃料(M30)能使发动机获得较优越的经济性能.     

环境温度对点燃式甲醇发动机冷起动性能的影响

基于循环控制试验研究了环境温度对电控喷射点燃式甲醇发动机首循环起动着火特性和HC排放的影响。结果表明,环境温度对该发动机起动着火特性有显著影响。环境温度低于16℃时,不采取辅助起动方法,无论首循环喷射多少甲醇燃料,也无法使点燃式甲醇发动机起动。采用电热塞预热进气管和进气道喷射适量LPG均可使甲醇发动机低温下可靠起动,实现理想的"即喷即着"的首循环着火。环境温度显著影响甲醇发动机冷起动时燃料蒸发速度和混合气浓度。环境温度升高,甲醇发动机首循环可靠起动的喷射脉宽减小,起动性能改善。     

负荷对柴油/PODE混合燃料燃烧及排放的影响

为满足柴油机国Ⅵ排放法规,在一台四缸水冷直喷式柴油机上进行试验,使用柴油与聚甲氧基二甲醚(PODE)混合燃料,探究不同负荷下混合燃料燃烧及排放特性。结果表明：负荷增大,缸内压力升高,滞燃期减短,而燃烧持续期延长,当量燃油消耗率先下降后上升。排放物方面,NO_x、碳烟和PAHs排放量逐渐上升,HC排放则持续降低,CO排放和1,3-丁二烯排放趋势为先减少后增加。掺混PODE可以进一步增大缸压峰值,放热率峰值升高且更早出现,滞燃期和燃烧持续期略有缩减,当量燃油消耗率上升,而有效热效率降低,加入PODE可以有效降低CO、HC、碳烟和PAHs的排放,但NO_x排放有所上升,对于1,3-丁二烯的影响则是先减少后增加。     

二甲醚柴油机HCCI变参数运行的数值研究

运用二甲醚HCCI简化机理,利用计算流体动力学软件对ZS1100柴油机燃用二甲醚进行了仿真研究,分析了进气温度、燃空当量比、压缩比对燃烧和排放的影响.研究表明:提高进气温度、增大燃空当量比,最高压力和温度均上升,HC和CO排放降低,NO排放增加;增大压缩比,燃烧始点、峰值压力均提前.     

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.     

乙醇汽油和普通汽油对发动机催化器性能的影响

通过测量发动机在燃用乙醇汽油和普通汽油时催化器前后的排放和转化效率,对比研究两种燃料对催化器性能的影响。实验使用5种市售乙醇汽油和6种普通汽油,在催化器前端和后端测量CO、HC、NOx排放。研究发现,市售乙醇汽油的CO排放高于普通汽油,HC排放与普通汽油基本相同,NOx排放低于普通汽油。在怠速工况,燃用乙醇汽油时催化器对CO和HC的转化率高于普通汽油,对NOx的转化率稍低于普通汽油。中等转速时,乙醇汽油的CO转化率在中等负荷时较低,其他工况高于普通汽油,HC、NOx的转化率基本相同。     

燃料特性对小型压燃式发动机增负荷工况燃烧及HC排放的影响

应用自行开发的瞬态工况控制系统及排气采集装置,研究了具有不同理化特性的燃料对小型压燃式发动机冷态突增负荷工况下燃烧及 HC排放特性的影响;利用气相色谱仪分析了HC的排放成分。研究结果表明:对于普通柴油燃料,在突增负荷工况下,燃油开始增加后,总碳氢HCt 排放浓度急剧增加,最大值达到稳态工况的 100 倍左右。随循环数的增加,滞燃期缩短,HC排放逐渐降低。采用具有相同十六烷值、挥发性好的燃料,可有效改善冷态增负荷工况下的燃烧,降低HC排放。与燃烧柴油相比,采用挥发性好的正庚烷和 GTL燃料,HCt排放降低约80%。     

混合燃料发动机性能的实验研究

测量并分析了由生物燃料、自来水和市售的93#汽油组成的2种配比的混合燃料发动机的燃料经济性能、动力性能、怠速时的排放性能. 结果表明:与燃烧93#汽油相比,发动机燃烧混合燃料时,怠速时的HC和CO排放显著下降;混合燃料发动机的燃油消耗率在全负荷且转速小于2500r/min的运转条件下降低,在全负荷且转速大于2500r/min的运转条件下升高;在全负荷运转条件下混合燃料发动机的最大转矩下降约6%、最大功率下降约7%,并且发动机的转矩随转速的增加而迅速降低.     

柴油机燃用不同比例二甲醚/柴油混合燃料性能研究

对柴油机燃用不同比例的二甲醚/柴油混合燃料的燃烧性能进行研究。研究结果表明:柴油机掺烧二甲醚后,气缸内的压力和温度都有很大程度的降低,燃烧柔和,滞燃期缩短;随着二甲醚比例的提高,柴油机的排放性能有明显改善,NOx和碳烟排放均下降。     

化油器发动机燃用不同比例乙醇汽油的性能和排放试验

在现有的化油器式汽油机结构不做变动和调整的情况下,研究了4种比例的乙醇汽油对发动机动力性、经济性和排放性的影响。研究表明:汽油机使用乙醇汽油,随燃料中乙醇添加比例的增加,过量空气系数逐渐增大;发动机的最大功率有所降低;燃料消耗率逐渐增加,能量消耗率变化不大;CO排放在中低负荷没有明显变化,在高负荷逐渐减少;HC排放逐渐减少;NOx排放在中低负荷逐渐减少,在高负荷逐渐增加。     

轻卡发动机燃用柴油/DME双燃料的改装与试验研究

在对锡柴4DW93-84E3轻卡发动机进行改装的基础上进行了柴油/DME双燃料试验研究.结果表明:通过增加一套混合燃料供给子系统和改造原机柴油供给子系统,可使轻卡发动机改为柴油/二甲醚双燃料发动机.柴油/DME混合燃料的配制应采取正确的方法,以免混合燃料罐中出现浓度不均.燃烧双燃料时发动机动力性有所下降,但可有效降低排放,碳烟相比原机大幅降低,DME掺烧比低于20％的混合燃料能有效提高经济性.     

静电喷雾燃烧技术对降低发动机怠速油耗的实验研究

针对桑塔纳2000AFE型发动机,根据静电雾化原理,搭建了基于静电喷雾燃烧技术的发动机怠速试验台.在喷油器的支架入口安装了一个触网式静电雾化装置,用电子称、废气分析仪等相关仪器对加上静电前后的发动机怠速油耗和排放进行了测试,结果表明,静电喷雾燃烧技术对发动机怠速工况的节油和改善排放的效果明显.     

甲醇/柴油双燃料发动机超低排放集成控制试验研究

在一台非道路共轨柴油机上增设一套甲醇喷射系统,实现了甲醇/柴油双燃料燃烧模式,在非道路国Ⅳ排放法规稳态八工况(NRSC)测试条件下,利用尾气分析仪和FTIR对比研究了纯柴油模式和双燃料模式的排放特性,并系统分析了DOC+DPF+SCR后处理系统对双燃料发动机尾气排放的转化效率。试验结果表明：甲醇/柴油双燃料燃烧模式的NO_x和Soot排放明显低于纯柴油模式,而CO、HC、甲醇和甲醛排放却高于纯柴油模式;经过后处理系统后,对CO和HC排放的转化效率高于99%,同时NO_x和Soot的平均降幅分别为84%和90%,而双燃料模式的甲醇和甲醛排放能够被高效氧化,平均净化效率在90%以上。NRSC测试结果表明双燃料发动机加装DOC+DPF+SCR后CO、HC、NO_x和PM比排放指标均低于非道路国Ⅳ和欧Ⅴ排放法规限值。     

物理燃油添加剂对通用小型汽油机经济性及排放的影响

在一台通用小型汽油机的试验台架上,验证了在93#汽油和乙醇汽油中添加物理燃油添加剂对发动机燃油经济性及尾气排放的影响.试验表明:物理燃油添加剂对93#汽油和乙醇汽油都有较好的节油效果,并且对93#汽油的节油效果要好于乙醇汽油;作为一种促燃剂,该添加剂对减少NOx的排放效果明显,可以起到减少醇类燃料NOx排放过高的作用,而对于CO,HC和CO2的排放有所减小,但不明显.     

直喷式柴油机燃用生物柴油的试验研究

生物柴油是一种清洁、可再生的代用燃料.在一台四缸增压直喷式柴油机上进行生物柴油与0#柴油的性能对比试验.在不同转速和负荷下测定生物柴油与0#柴油的动力性、经济性和排放特性.试验结果表明:与燃用0#柴油相比,燃用生物柴油时发动机的动力性提高,有效能耗率降低,HC和碳烟排放大幅度下降,NOX排放增加,CO排放在中低转速时有所增大.     

直喷式柴油机燃用生物柴油的试验研究

生物柴油是一种清洁、可再生的代用燃料．在一台四缸增压直喷式柴油机上进行生物柴油与0。柴油的性能对比试验．在不同转速和负荷下测定生物柴油与0^#柴油的动力性、经济性和排放特性．试验结果表明：与燃用0^#柴油相比，燃用生物柴油时发动机的动力性提高，有效能耗率降低，HC和碳烟排放大幅度下降，NOx排放增加，CO排放在中低转速时有所增大．     

增压中冷压燃式发动机燃用柴油醇的十三工况排放特性

在应用自行研制的助溶剂解决了乙醇与柴油相溶性问题的基础上,进行了增压中冷压燃式发动机燃用E10柴油醇十三工况排放特性的试验研究。结果表明:与燃用0#柴油相比,燃用E10柴油醇的排放污染物HC、NOx、PM和SOF的比排放量有所增加,CO和DS的比排放量有所减少;中小负荷工况分担率的增加导致了多种排放污染物比排放量的增加;乙醇的高汽化潜热使缸内温度变低是比排放量增加的主要原因。提高中小负荷的进气温度可以适当提高缸内温度,从而降低CO、HC、PM和SOF的比排放量,但NOx比排放量会有所增加。     

Experimental Study on the Performance and Emission of Chinese Small Agricultural Diesel Engine Fuelled with Methanol/Biodiesel/DTBP

中国小型农用柴油机燃用甲醇/生物柴油/DTBP的性能与排放试验研究

李瑞娜^1,2,3,张亮¹,朱佳隆¹,华琰¹,王忠¹

（1、江苏大学汽车与交通工程学院,江苏 镇江212013;

2. 汽车测控与安全四川省重点实验室,成都 610039;

3. 四川省新能源汽车智能控制与仿真测试技术工程研究中心,成都 610039）

摘 要：

为了研究甲醇和生物柴油对小型农用柴油机性能、经济性和排放的影响,分析了甲醇和生物柴油的物理化学性质（十六烷值、低热值、粘度等）。甲醇和生物柴油的性质在一定程度上表现出良好的互补性。当在生物柴油中加入大量甲醇时,甲醇/生物柴油混合物的十六烷值将大幅度降低。由于混合燃料的十六烷值对柴油机的燃烧过程有很大影响,在对甲醇/生物柴油的混合比进行试验后,分别用5%（BM5）、10%（BM10）、15%（BM15）的甲醇添加到生物柴油中制备了混合燃料。选择过氧化二叔丁基（DTBP）作为十六烷值改进剂添加到甲醇/生物柴油混合物中。在BM15中分别加入0.25%、0.50%、0.75%的DTBP。在186FA柴油机上进行台架试验,研究了甲醇和DTBP对发动机性能和排放的影响。结果表明,在额定工况下,与生物柴油相比,BM5、BM10和BM15的NOx浓度分别降低了5.02%、33.85%和21.24%,烟度分别降低了5.56%、22.22%和55.56%,发动机功率降低了5.77%、14.23%和25.41%,比能耗提高了3.31%,7.78%和6.37%。在甲醇/生物柴油中添加DTBP可以将发动机功率恢复到柴油的水平。DTBP对降低比能耗、降低NOx、CO、HC浓度有较好的效果,但排气烟度略有增加。

关键词：甲醇、生物柴油、农用柴油机、燃烧、性能、排放

     

M型节能净化器的研制

M型节能净化器是一种节油,降低内燃机排放的装置,装用本装置后可有效的消除气缸内的积炭,可使柴油机烟度明显改善,可使汽油机排放物中的CO含量下降30～60%,HC含量下降50%以上,具有保护环境,节能的双重效果。本文介绍了该净化器的研制,工作原理及与柴、汽油机匹配的台架试验,并由试验结果分析了节能净化的原因。