运转参数对火花点火发动机未燃碳氢排放影响的实验研究

开展了转速、混合气浓度、点火提前角、节气门开度、润滑油温度对火花点火发动机排气末燃碳氢影响的实验研究，并分析了运转因素对碳氢排放的影响。实验结果表明，提高发动机转速，燃用较稀混合气，适当推迟点火和提高润滑油温度，均可降低发动机排气末燃碳氢浓度。     

利用快速压缩装置研究天然气直喷燃烧循环变动

利用快速压缩装置研究了天然气直喷燃烧循环变动，研究结果表明：借助于分层燃烧和由燃料喷射的湍流引发的快速火焰传播，天然气直喷燃烧在小当量比条件下能实现良好的燃烧稳定性，低的压力峰值循环变动，低的压力升高率峰值循环变动和低的燃烧放热率峰值循环变动，研究发现燃烧期和燃烧产物的循环变动。CO和未燃碳氢的循环变动依赖于后续燃烧期的循环变动，NOx的循环变动依赖于快速燃烧期的循环变动。在燃烧最佳喷射条件下，天然气直喷燃烧的循环变动随当量比的变化并不敏感。     

含BH3(CN)BH2(CN)- 阴离子的离子液体自着火过程的实验研究

采用长焦显微高速摄影技术和滴落法实验装置测试8种新合成的含[BH_3(CN)BH_2(CN)~-]阴离子的离子液体(I.L.1～I.L.8)分别与白烟硝酸和红烟硝酸的反应。结果表明:每次实验均获得稳定的自着火反应,并且观察到两种不同的火焰发展过程。I.L.8与白烟硝酸接触后发生微爆,短时间内出现自着火;而I.L.8与红烟硝酸接触后发生二次液滴飞溅,由于莱顿弗罗斯特效应的影响,反应后的泡沫状液滴反弹并出现短促燃烧反应,较长时间后发生自着火。对于杂环核心相同的离子液体,侧链上含有烯丙基的离子液体点火延迟时间最短,其次是含有乙基的离子液体,而含有丁基的离子液体与白烟硝酸反应的点火延迟时间最长;对于侧链相同的离子液体,含有吡啶杂环的离子液体点火延迟时间最长,其次是含有咪唑杂环的离子液体,而含有四氢吡咯的离子液体与白烟硝酸反应的点火延迟时间最长。生成焓越高的离子液体,点火延迟时间越短。     

利用全反射原理精确测量棱镜折射率

依据全反射原理和自准直测角法,实现了对棱镜折射率的精确测量。通过使用高准直半导体激光器将激光入射到棱镜内部与空气分界面上,逐步旋转棱镜或改变棱镜的入射角,得到待测棱镜的反射光强随入射角变化曲线。在曲线左侧收尾处出现一个台阶,其反射光强随入射角增大迅速衰减。全反射临界点,对应的入射角为全反射角。用两次自准直测角法精确测量棱镜底角。通过该方法,分别对两块不同棱镜的折射率进行了测量,测量棱镜折射率精度为±1.24×10-4。     

冷起动和怠速时火花点火发动机缸内未燃碳氢生成过程的研究

为了更好地弄清起动和怠速时发动机缸内未燃碳氢生成过程以及顶岸间隙和油膜对缸内未燃碳氢的影响，测量了起动和怠速过程活塞顶岸壁面和缸套壁面温度。根据测量结果，预测了起动过程顶岸间隙和壁面油膜处未燃碳氢生成量，发现顶岸和缸套壁温在发动机起动后（１５０～２００）ｓ时达到其稳定状态。起动后顶岸间隙和油膜处生成的碳氢量分别降低至其初始值的２／５和３／４。研究认为：热容量小的活塞能迅速减小顶岸容积和提高其内混合气温度，从而可减少起动期间缸内生成的总未燃碳氢量。     

采用多电极对发动机进行离子电流测量的研究

在火花点火发动机的气缸内九个不同位置进行离子电流信号采集,其中火花塞作为一个测量电极,同时气缸垫上布置八个离子电流测量电极。通过比较火花塞测量得到的离子电流信号与气缸垫上电极测得的信号之间的异同,并选取气缸垫上多个离子电流出现时刻的平均值特征参数,建立离子电流与缸内燃烧参数之间的联系。分析了不同工况下离子电流出现时间的平均值与缸内压力之间的相关系数,结果表明:将离子电流测量电极布置在发动机气缸垫上,测量得到的离子电流能够避免点火信号的干扰。在不同的点火提前角、空燃比和转速下,第三到第七电极测量得到的离子电流出现时间的平均值与压力峰值的相关系数均在0.9以上,说明离子电流信号反映的火焰传播与压力密切相关。     

透明衬底透明膜椭偏数据处理分析

为了解决迭代法在反演透明衬底透明膜找偏参量时的出错问题,采用理论与实验相结合的方法,对透明衬底透明膜椭偏数据处理进行了理论分析和实验验证,找到了当薄膜折射率接近衬底折射率时,椭偏数据反演就会出错的原因。据此提出了分段遍寻迭代搜索法,以LABVIEW为开发工具,成功设计和编写了相应的数据处理程序,最后对一些样品进行了实际测量反演并与文献结果作了比较。结果表明,该程序能正确反演透明衬底单层透明膜的参量,并具有反演速度快、精确度可达0.03nm、稳定性好等特点。     

柴油机掺烧DMM的超低排放研究

研究了二甲氧基甲烷(DMM)、EGR和排气后处理对于柴油机燃烧排放的影响,并讨论了达到欧-Ⅲ排放标准的途径.研究结果显示:柴油掺混50 %体积比的DMM,在中低负荷下采用28 %的EGR率,在高负荷下采用7 %的EGR率,可以同时显著降低NOx和碳烟排放,使用柴油机氧化催化转化器(DOC)可以大幅度降低HC和CO排放.通过与纯柴油燃烧过程的比较表明:DMM-柴油混合燃料可以同时增加预混燃烧和扩散燃烧速率,导致最高燃烧压力和放热率增大,采用EGR并未使燃烧持续期显著延长.自然吸气式柴油机掺烧大比例的DMM并结合EGR和DOC,有望达到欧-Ⅲ排放标准.     

初始压力对天然气-氢气-空气混合气火焰传播特性的影响

使用定容燃烧弹研究了不同初始压力下天然气-氢气-空气混合气的火焰传播规律,得到了初始压力、掺氢比和燃空当量比对无拉伸层流燃烧速率、质量燃烧流量的影响,结合高速纹影图片分析了影响火焰稳定性的因素(马克斯坦长度、火焰面两侧密度比和火焰厚度).结果表明,掺氢天然气无拉伸层流燃烧速率以及火焰的不稳定性受掺氢比、初始压力和燃空当量比的综合影响.结合高速纹影图片,得出火焰的稳定性会随初始压力的增加而减小;在相同的燃空当量比和掺氢比下,初始压力对密度比的影响不大,但是对火焰厚度的影响比较明显.     

直喷柴油机燃用二甲醚的试验研究

在直接喷射式柴油机上进行了燃用二甲醚的试验研究,对柱塞有效行程和柱塞直径、供油提前角、喷油压力、进气涡流比、喷嘴型式等燃烧系统主要参数对发动机功率和热效率的影响进行了研究,在燃料供给系统中增加燃油输送泵,消除了气阻,发动机可以在宽广的转速和负荷范围内稳定运行,发动机热效率比原机高３％ 。在优化燃烧系统参数的基础上对示功图和排放的测量及计算表明：二甲醚发动机最高爆发压力、最大压力升高率和 Ｎ Ｏｘ 排放均低于原机,烟度排放为０。试验结果显示了直喷式柴油机燃用二甲醚在降低排放方面的优越性能。