柴油机代用燃料生物柴油和二甲醚的应用现状和发展前景

本文论述了我国发展生物柴油和二甲醚燃料的必要性,并分析了生物柴油和二甲醚作为柴油机代用燃料的优势和不利因素,详细阐述了目前柴油机燃用生物柴油和二甲醚燃料的研究应用现状,指出今后发动机代用燃料的发展方向.     

柴油机燃用不同比例菜籽油生物柴油和乙醇柴油的对比试验研究

在一台S195直喷柴油机上进行燃料燃烧对比试验,试验结果表明,燃用生物柴油和乙醇柴油会使柴油机的动力性有所下降,其中菜籽油生物柴油的动力性接近纯柴油燃料的动力性,乙醇柴油的动力性相对较差。生物柴油和乙醇柴油的油耗率都比纯柴油要高,生物柴油的油耗率要高于乙醇柴油。但随负荷的增大,这种差距呈下降趋势。生物柴油和乙醇柴油在较大工况范围都可以保持比纯柴油燃料较低的CO排放量。低负荷状态下改善不明显,甚至会增大;高负荷工况下,混合燃料的CO排放比纯柴油降低较多。绝大部分工况下,生物柴油和乙醇柴油燃料的HC排放都比纯柴油高。绝大部分工况下,生物柴油和乙醇柴油的NOx排放和碳烟排放都比纯柴油低,其中生物柴油的表现优于乙醇柴油。     

玉米油-柴油生物混合燃料的试验研究

通过对玉米油-柴油生物混合燃料的相关试验研究,力求该种生物混合燃料在不同比例下的物化特性和排放特性,为玉米油-柴油生物混合燃料的研究和应用推广做出贡献.试验研究表明:玉米油-柴油生物混合燃料有着很好的稳定性和排放性,可以用作柴油机的代用燃料.     

点火角对小排量增压汽油机燃烧特性的影响研究

对465Q汽油机进行废气涡轮增压改造,研究点火角对增压后发动机燃烧特性的影响。随点火角的增大,缸内最高压力和压升率峰值都增大,其对应的曲轴转角提前,燃烧循环变动改善;每个工况下,都存在一个最佳的点火角,使发动机的功率最大,燃油消耗率最低。在最佳点火角附近,点火角每调整5°,动力性和经济性变动幅度在4%左右。     

柴油机排气消声器CFD模拟与分析

利用CFD技术对某型6缸柴油机的排气消声器的流场进行了仿真分析,着重分析了消声器内部结构对内部流场速度和压力损失的影响,以及不同流速时排气压力损失的变化,指出了随着入口流速增大,压力损失呈抛物线规律增大的。仿真和试验研究发现,在相同入口速度为55.93m/s的边界条件下,压力损失仿真结果为9110Pa,试验测量结果为9300Pa。同时对消声器的改进提出指导性意见。     

室温下正丁醇作为乙醇-柴油混合燃料助溶剂的试验研究

通过对正丁醇作助溶剂的乙醇-柴油混合燃料的相关试验研究，力求找到合适的助溶剂配比比例，为乙醇-柴油混合燃料的稳定性及推广做贡献。试验证明，以正丁醇为助溶荆的乙醇-柴油的混合燃料可以用做柴油机的代用燃料。     

供油提前角对二甲醚-棕榈油混合燃料发动机性能的影响

通过在S195柴油机上进行对比试验,分析了在不同供油提前角下一定比例二甲醚-棕榈油混合燃料对柴油机性能的影响。结果表明：提前角的变化对NOx和烟度排放有明显的影响,两者呈相反的变化趋势;对于供油提前角的调节,实际使用中保持柴油机的提前角（18°CA）,就能获得比较好的经济性与排放性。     

降低小型柴油机排放的试验研究

从生物混合燃料成分、燃烧室结构和排气再循环等方面探索降低柴油机排放的方法。通过对柴油机排放性能的大量试验研究,结果表明:对于直喷式柴油机,生物混合燃料的NOx排放与柴油的排放基本相当,碳烟排放则比柴油有较大幅度的降低,而涡流室柴油机,NOx的排放量却有大幅度的降低,碳烟排放则比直喷式柴油机有更大幅度的降低,生物燃料的添加比例对NOx的排放影响不大。柴油机采用排气再循环技术后,混合燃料的碳烟排放仍比柴油少,混合燃料可以承载一定的EGR率而不增加碳烟排放。排气再循环可以大幅度地降低NOx排放且与EGR率有关,与燃料的性质关系不大。涡流室柴油机采用生物燃料和排气再循环,可以同时降低NOx和碳烟的排放,排放效果非常优良。     

利用导重法进行结构轻量化设计

结构轻量化设计的目的是以最少的设计资源设计出性能合格的产品结构,以降低产品生产成本,提高产品性价比和市场竞争力。结构轻量化的实质是材料重量在结构几何空间内及构件间的合理分配。导重法是可用于产品结构轻量化的结构优化有效方法,它可适用于包括各类单元的各种产品结构构件尺寸优化与结构几何形状优化以及结构拓扑优化;其目标与约束可以涉及各种结构静动力性态。首先给出结构优化导重法用于结构轻量化设计的具有广泛一般性的数学模型及其求解方法。接着给出一种新的包络函数-方根包络函数,使数目庞大的应力与位移约束凝聚为单值强度约束与单值精度约束;还给出适用于多数产品结构轻量化设计的单性态约束优化实用模型与解法;最后给出两个产品结构轻量化的应用实例,验证了导重法用于轻量化设计的有效性与广泛适用性。     

乙醇柴油混合燃料助溶剂的试验研究

选用正丁醇、正庚醇和正癸醇作为乙醇-柴油混合燃料助溶剂(混合燃料的体积比为助溶剂:乙醇:柴油=5:20:75)进行相溶性试验,并通过台架试验对比了添加不同助溶剂的混合燃料对柴油机性能及排放的影响.试验结果表明:随着正构醇分子量增加和环境温度上升,混合燃料相溶稳定性增加,燃油经济性变好;HC和NOx排放随助溶剂分子量增加和发动机转速降低而上升.在1 500～2 200 r/min时,zH5E20D75的烟度最低.其余转速下则以ZD5E20D75为最低.