现代柴油机燃烧过程中微粒质量的变化规律

利用全气缸取样技术,对不同工况下的柴油机燃烧过程中微粒组分质量生成历程进行了研究.实验结果表明,燃烧形成的干碳烟质量曲线呈单峰状,峰值出现在上止点后10~15°CA之间,在燃烧后期,约有81%~92%的干碳烟被氧化.随着燃空当量比从=0.41增大到=0.53,缸内干碳烟质量峰值增加了4.57%~45.42%;喷油压力升高,虽然干碳烟质量峰值增大,但氧化比例也明显提高.此外,在燃烧初期,微粒中可溶有机物SOF的含量超过80%.     

Cu/ZSM-5分子筛催化剂SCR催化性能

采用液态离子交换法制备了不同Cu含量的Cu/ZSM-5分子筛催化剂.对其理化特性和在NH3-选择性催化还原反应中催化性能的评价结果表明:Cu元素主要以Cu+离子的形式富集于分子筛的浅层及表面,且分散性较好.Cu质量分数低于6.39%时,NO低温转化率随Cu含量的增加而增加;而在Cu质量分数超过6.39%后,随Cu含量的增加,高温NO转化率开始衰减的温度降低.反应气流速在150,000,h-1以内时,反应气流速对Cu/ZSM-5催化剂的活性温度窗口影响不大.     

EGR对GDI汽油机燃烧和排放特性的影响

通过改变EGR率,在一台GDI汽油机上进行了EGR对燃烧和排放特性影响的试验.结果表明:加入EGR后,燃烧持续期增大;且随EGR率增加,着火时刻先提前后延迟;放热率曲线峰值逐渐降低且后移,放热过程迟缓,缸内压力和缸内温度逐渐降低,压力峰值前移.此外,EGR率增加导致NOx排放逐渐降低,最高降低比例达80%以上,THC和CO排放逐渐增加,最大增加比例分别约为25%和7%.GDI汽油机排气颗粒物呈核态和积聚态的双峰分布;积聚态颗粒物峰值数密度随EGR率升高逐渐降低,核态颗粒物峰值数密度和颗粒物总数量浓度在加入EGR后均明显增加,核态和积聚态颗粒物峰值粒径受EGR的影响较小.     

预混火焰中温度对碳烟表面官能团和氧化活性的影响

基于甲烷/氧气预混火焰燃烧系统及毛细管取样技术,采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)和热重分析技术(TGA),研究了火焰温度对碳烟颗粒表面官能团相对含量和氧化反应活性的影响规律.结果表明:随着火焰温度的升高,碳烟颗粒表面脂肪族碳氢官能小(aliphatic C—H)的当量峰高比IC—H/IC=C减小,含氧官能团(C—OH和C=O)的摩尔分数也减小,表明碳烟颗粒表面官能团的相对含量随火焰温度的升高而降低;碳烟颗粒氧化反应特征温度和表观活化能都随火焰温度的升高而增大,表明较高的火焰温度产生的碳烟颗粒的氧化反应活性较低;碳烟颗粒表面官能团的含量与其氧化反应活性有直接关系,表面官能团含量越少,其氧化反应活性越低.     

柴油机排放多环芳香烃与羰基化合物组分特征研究

使用色谱-质谱联用和高效液相色谱方法,精确定性和定量检测不同工况下柴油机排放的多环芳香烃和羰基化合物,并分析了它们的排放特征。在50%和全负荷时,多环芳香烃的平均比排放量分别为51.68μg/(kW.h)和104.76μg/(kW.h),羰基化合物的平均排放量分别为23.72μg/L和117.84μg/L。多环芳香烃和羰基化合物归一化研究表明:菲、蒽、荧蒽、芘之和占多环芳香烃总量的62%～66%,甲醛、乙醛之和占羰基化合物总量的63%～66%。多环芳香烃及羰基化合物组分在柴油机各工况间有较好的线性相关关系,说明柴油机工况的变化对多环芳香烃和羰基化合物组分特征没有明显影响。     

乙烯预混火焰中燃空当量比对碳烟纳观结构、分形维数和氧化活性的影响

基于乙烯/氧气预混燃烧系统以及热泳取样和毛细管取样系统,结合场发射透射电子显微镜和热重分析技术,研究了燃空当量比对碳烟颗粒纳观结构、分形维数和氧化活性的影响规律.研究结果表明,随着燃空当量比的增加,碳烟分形维数和基本碳粒子粒径均增加,表明碳烟颗粒团聚程度提高,碳烟生长得到促进;随燃空当量比增加,碳烟微晶长度增大,层间距和曲率均减小,碳烟微观结构更为有序;燃空当量比的增加,导致碳烟的氧化反应特征参数值均增大,碳烟氧化活性减小.另一方面,碳烟的微晶长度、层间距和曲率与表观活化能有较好的线性相关性,即碳烟结构越有序,氧化活性越低.此外,分形维数与表观活化能也存在一定的正相关性.     

镧系钙钛矿型氧化物（LaBO3）的催化氧化性能及其净化效果的研究

本文在气相色谱仪联用微反应器装置上,研究了LaBO_3型催化剂中的B位元素对催化氧化活性的影响规律,并进行了程序升温脱附实验。另外,还对LaBO_3型载体催化剂进行了活性筛选,并在柴油机台架上与贵金属Pt/Al_2O_3进行了有害气体净化效果的对比实验。实验结果表明,LaBO_3氧化物中LaMnO_3对CO、CH_4的催化氧化活性最高,且CO、CH_4活性中心并不一致。LaMnO_3/γ-Al_2O_3浸渍微量助化剂后,能使CO在130℃完全氧化,CH_4的氧化温度在300～500℃范围内,LaMnO_3载体催化剂对柴油机有害排放物的净化率很低,浸渍微量助化剂后,净化率提高一倍以上,特别是LaMnO_3/堇青石蜂窝陶瓷,浸渍后的净化效果同贵金属Pt/Al_2O_3接近。     

NO2-O2气氛下柴油机碳烟氧化特性及氧化机理

通过热重分析仪及无模式函数法研究了柴油机碳烟在O_2、NO_2-O_2气氛下的氧化特性及氧化机理,并探究了NO_2对碳烟氧化反应的影响机制.结果表明:在10%O_2中添加0.1%NO_2降低了柴油机碳烟氧化反应的起燃温度和燃尽温度,并且NO_2对上述氧化反应特征温度的影响效果随升温速率(10℃/min、12℃/min、15℃/min)的增加而提高;添加0.1%NO_2促进柴油机碳烟氧化反应的进行,显著降低氧化反应本征活化能;柴油机碳烟氧化过程可分成氧化前期、氧化中期及氧化后期3个阶段;随碳烟失重比的增加,碳烟氧化反应有效活化能先增后减再不变,其原因为本征反应和气体扩散作用对氧化速率影响效果的此消彼长;碳烟失重比小于65%时,NO_2能够降低碳烟氧化反应有效活化能,碳烟失重比大于等于65%时,NO_2对有效活化能的影响逐渐消失.     

基于电控燃油喷射技术的柴油机全气缸取样系统的设计与开发

在CY6102BZLQ直喷柴油机上,开发了一套基于电控技术的全气缸取样系统．介绍了该系统各组成部分的结构和工作原理．系统通过电控技术,在取样过程中实验缸只进行1-2次喷油,取样机构和稀释系统迅速打开燃烧室空间并淬灭化学反应,气门停开机构适时关闭进、排气门．系统可实现模拟EGR、增压中冷、电控高压共轨燃油喷射等先进柴油机技术,是研究现代柴油机燃烧过程及污染物生成、演化历程的重要工具．     

稀土催化剂对柴油机排气净化的实验研究

稀土催化剂对柴油机排气净化的实验研究宋崇林，刘巽俊，刘仪，张华（吉林工业大学）随着柴油机使用量的增加，其排气污染日益引起人们的重视，尤其是狭小作业空间，如仓库作业、隧道开掘、矿山采掘等情况下危害更大。近年来世界各国除了努力改善柴油机工作过程、大力开发...