天然气制油/柴油混合燃料对小型柴油机燃烧特性的影响

应用自行开发的柴油机瞬态工况测控系统,研究了GTL(Gas to liquid)添加比例对小型直喷式柴油机稳态及恒转速增转矩瞬态工况下燃烧特性的影响规律。结果表明:在稳态和恒转速增转矩瞬态工况下,GTL添加比例对燃烧参数的影响具有基本相同的规律,随着GTL燃料添加比例的增加,着火始点提前,滞燃期缩短,预混合燃烧期和预混合燃烧量减小,缸内压力峰值、放热率峰值、燃烧温度有所降低,有利于降低NOx的排放量和燃烧噪声。当添加少量GTL燃料时,燃烧持续期延长,随着GTL添加比例的增加,燃烧持续期有所缩短。100%GTL燃料的燃烧持续期与柴油相当。     

瞬态工况下喷油参数对柴油机排放及燃烧特性的影响

为了探究瞬态工况下燃烧优化的新方法,在一台高压共轨柴油机上研究了瞬态工况下喷油参数对排放及燃烧特性的影响,试验工况点选择在柴油机转速为1650r/min,在5s内使柴油机转矩从该转速最大转矩的10%达到90%。结果表明:瞬态工况下柴油机的燃烧和排放特性明显有别于稳态工况,具体表现为:瞬态工况下烟度激增,NOx排放低于稳态工况,CA50后移;瞬态工况下随着喷油正时的提前,烟度排放增加,NOx排放量增加,CA10、CA50和CA90均提前;随着喷油压力的加大,烟度排放降低,NOx排放量增加,CA10、CA50提前。此外,还探讨了通过调整喷油参数减小瞬态工况下柴油机性能畸变的可行性,结果表明:通过调整喷油压力可以有效地减少柴油机瞬态与稳态性能上的差异。     

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%。     

供油系统调整对VNT柴油机低速性能影响

基于PW泵的常规供油系统增压补偿器的存在使得可变喷嘴增压器（VNT）对柴油机性能改善不明显。研究了供油系统参数调整对VNT增压柴油机低速全负荷性能的影响。结果表明：使增压补偿器压力室与大气相通以屏蔽增压补偿器并优化VNT开度后，由于供油量减小，低速全负荷排气烟度比装配GT35增压器的基础柴油机下降56．3％～73．5％，但动力性改善不明显；屏蔽增压补偿器、调整油泵供油特性并优化VNT开度后低速全负荷工况烟度下降53．8％～68．1％，同时1000r／min全负荷转矩增加8．2％。可见，基于电控供油系统的柔性供油特性可以更充分地发挥VNT系统潜能。     

CA6DE1-21K柴油机瞬态工况NOx的排放特性

试验研究了CA6DE1-21K柴油机在恒转速变转矩和恒转矩变转速瞬态工况下NOx的排放规律．研究结果表明，在恒转速变转矩瞬态工况中，NOx瞬态排放值低于其在稳态工况下的排放值，且与转矩变化率的变化关系不大．在恒转矩变转速瞬态工况中，中低负荷时NOx排放值随着转速变化率的升高而上升，而在中高负荷时，工况的变化率对NOx排放影响不大。     

车用直喷柴油机排气微粒的排放规律

在直喷式车用柴油机的各种稳态工况下测量了排气微粒、微粒的不可溶组份和微粒的可溶组份的排放规律。试验结果表明，微粒的可溶组份主要产生于中、小负荷。微粒的不可溶组份峰值在大负荷，随空燃比减小而增加。     

三维模拟计算中的前后处理方法研究

为了提高商用三维模拟计算软件STAR-CD的求解精度和稳定性,自创了CMC-O-grid(cylinder mesh centering-O-grid template)模板,采用此模板切割燃烧室几何生成的网格,在油束通过区域消除了耦合面并能保证良好的网格质量,使得求解稳定性提高,节省了计算时长.采用喷油锥截面和纵截面图相结合的方式展示微观场,以最少的截图展示了更多的信息,具有较高的性价比.为了克服传统后处理分析基本采用微观场图像展示进行定性分析的局限,总结出了一套针对关键单元格集合进行统计的后处理方法,"量"化了微观参数.模拟结果表明了该统计方法有助于揭示微观机理.     

后喷策略对柴油机瞬变过程高负荷工况性能的影响

为了改善柴油机瞬变高负荷工况下缸内燃烧恶化和烟度骤升的问题,以8.6L车用重型柴油机为对象,开展了燃油后喷策略对瞬变工况性能的影响研究。试验研究了在柴油机瞬变过程的高负荷工况段加入后喷时不同后喷参数对瞬变工况性能的影响,并利用模拟手段分析了后喷对缸内燃烧状况、缸内气体的流动和碳烟排放的影响和作用机理。为了更好地说明缸内气体混合情况,引入氧气驱动能量这一概念。研究结果表明:在主喷燃烧阶段,氧气驱动能量对混合气的形成起主导作用;随着后喷油量增多,缸内气体扰动增加,缸内稀混合气比例增加,放热率第二峰值和第三峰值均提高且相位前移;后喷油量对NO_x排放影响较小。综合考虑指示热效率和碳烟排放,对于瞬变过程90%负荷工况,主后喷间隔为4°曲轴转角且后喷量25%时排放效果整体最佳。     

欧-Ⅲ排放法规在中国城市公共汽车上应用的合理性研究

通过随车调查、记录车速、时间等参数,抽象出北京公共汽车循环工况。利用AD—VISOR软件在一典型的公共汽车上,分别使用北京循环工况、UKBUS(英国公共汽车)和NurembergR36(德国纽伦堡公共汽车)循环工况进行了整车仿真计算。研究了发动机的工作点与欧-Ⅲ排放测量点和排放控制区的关系,分析了欧-Ⅲ排放法规在我国城市公共汽车用发动机上应用的合理性。研究结果表明：中国城市公共汽车循环工况与欧洲的差别较大;在我国公共汽车上等效采用欧-Ⅲ排放法规时,所测得的发动机排放水平不同于发动机实际使用中的排放水平。     

喷油泵各缸喷油量不均匀度对发动机燃烧及排放的影响

采取一种新的控制小齿条位置时各缸循环喷油量不均匀度的喷油泵标定方法,得到了标定点、怠速点和小齿条位置的各缸喷油量不均匀度大幅度改善的喷油泵,并研究了该喷油泵对发动机燃烧及排放的影响．研究结果表明,喷油泵的各缸喷油量不均匀度改善后,发动机缸内最大压力和最大压力升高率明显降低,发动机的NOx排放显著降低,PM排放略微提高．适当提前发动机喷油提前角,发动机的排放可以达到欧Ⅱ水平．