燃烧室结构对NO_x与Soot排放影响的数值模拟

影响直喷式柴油机缸内燃烧过程和排放特性的因素可归纳为3个方面,即进气系统参数、喷油系统参数以及燃烧系统参数。其中,燃烧室结构是影响柴油机排放的重要因素之一。为此,基于某企业开发的6缸直喷式柴油机,以AVL公司的FIRE v8.5为平台,在固定喷雾夹角与喷油规律的条件下,研究了5种不同的燃烧室线型对直喷式柴油机氮氧化物与颗粒排放的影响规律。     

涡流比对NO_x与Soot排放影响的数值模拟

影响直喷式柴油机缸内燃烧过程和排放特性的因素可归纳为3个方面,即进气系统参数、喷油系统参数以及燃烧系统参数。基于某企业开发的6缸直喷式柴油机,以AVL公司的FIRE v8.5为平台,以进气系统参数具有代表性的物理参数涡流比为对象,研究了它对直喷式柴油机排放性能的影响规律。在涡流比从1.0增加到2.6的过程中,随着涡流比的增大,喷雾重叠加剧,并向燃烧室挤流区域集中,燃烧室凹坑内空气利用率变差,不利于柴油机的扩散燃烧,Soot排放增大;在涡流比增大的同时,降低了整个燃烧室的平均温度,使NOx的生成量降低。     

高压共轨柴油机低微粒排放控制研究

运用数值模拟的方法研究了高压共轨柴油机的喷油系统、进气系统和燃烧系统等相关局部参数对燃烧与排放影响的规律,依据低微粒排放的控制目标提出了参数优化评价准则,得出了参数优化设计的趋势是燃烧室凹坑适当变浅、喷油提前角适当推迟、喷油压力适当提高以及涡流比适当减小。由此形成了柴油机局部优化方案,通过与原机对比,优化方案可以获得更好的综合排放性能,尤其是较低的微粒排放。推荐的设计参数为柴油机燃烧和低微粒排放控制提供了参考。     

车用柴油机缩口型燃烧系统参数优化试验研究

在小型增压直喷式柴油机上采用缩口排放型燃烧室，对其喷射系统参数进行匹配试验研究。试验结果表明，在不影响柴油机性能的前提下，通过喷射系统参数的优化匹配，有效地改善了排放特性。     

2100型柴油机采用四角形缩口ω燃烧室燃烧系统的研究

在２１００型柴油机上开发了一种四角形缩口ω燃烧室燃烧系统,利用这种燃烧室的特殊结构可产生较强的挤流和涡流,加快了缸内混合气的形成和燃烧速度。通过延迟喷油定时,减少了预混合燃烧量,降低了ＮＯｘ排放和最大爆发压力。     

冷却EGR开度影响共轨柴油机排放性能研究

结合某增压中冷小型直列4缸直喷式柴油机,引入电控高压共轨和冷却EGR系统,试验研究了不同EGR开度对柴油机的CO、HC和NOx排放的影响,并结合不同共轨压力和喷油提前角条件分析了冷却EGR对降低柴油机排放的作用机理。研究结果为联合采用高压共轨、增压中冷和EGR技术降低柴油机排放提供理论指导。     

直喷式柴油机伞形喷雾燃烧系统的试验研究

介绍了直喷式柴油机伞形喷雾燃烧系统的燃烧过程和性能试验结果。将伞喷嘴与深缩口型燃烧室配合,在四气门单缸135型柴油机上进行了试验。试验结果表明,该燃烧系统的性能在低负荷工况较好,在高负荷工况较差。伞喷嘴的喷油率较高,燃油于着火前已几乎全部喷入缸内。伞形喷雾径向贯穿能力很弱,造成燃烧室外围的空气利用不充分。这种燃烧系统以预合燃烧为主,因而提出了直喷式柴油机新的燃烧概念。     

降低直喷式柴油机HC排放的试验研究

针对自然吸气直喷式柴油机，试验研究了喷油嘴压力室容积、喷油压力、喷孔直径、喷孔锥角、喷油提前角和空燃比等对ＨＣ排放的影响。试验结果表明，减少喷油嘴压力室容积，提高喷油压力，减小喷孔直径，适当加大喷孔锥我和小负荷时喷油提前角域可大幅度降低柴油机ＨＣ排放。     

应对未来挑战的柴油机技术进展

达到新验证循环确定的欧6d排放法规和实际驾驶排放循环的要求,是汽车内燃机面临的一大挑战。因为柴油机具有优质的低燃油耗特性,所以,其在实现欧洲2020年二氧化碳车队排放目标上可以起到重要作用。使柴油机在极端条件下也能完全控制氮氧化物排放,减少整机成本和复杂度,降低二氧化碳和氮氧化物的排放是柴油机技术发展的突破点,可以在排气后处理系统和燃烧系统两个方面寻求突破。文章模拟分析燃烧室和喷油系统,选择了最具潜力的结构和系统在发动机试验台上进行测试。以氮氧化物存储催化转化器和柴油机颗粒捕集器DPF为基础,开发了一种将选择性催化还原SCR安装到捕集器紧耦合位置上的新型后处理系统(SCRF),即将SCR与DPF集成到1个独立组件上。先进燃烧系统与高效SCRF后处理系统组合表明了柴油机在降低燃油耗的同时保持极低氮氧化物排放水平的潜力。     

非道路用直喷式柴油机排放性能改进

对一台非道路用四缸直喷式柴油机进行了排放性能的改进。通过对样机喷油系统的分析计算，确定了不同的试验喷油泵和喷油器偶件，调整了供油提前角，并与不同涡流比的气缸盖进行了优化匹配试验。排放试验参照欧盟非道路用柴油机八工况法进行，测取了该机微粒PM、NO-HC和CO排放量，排气烟度和燃油消耗率等参数。试验结果表明，在未采用柴油机先进排放控制技术的情况下，合理的优化匹配可以改善该机的燃烧过程，不仅有效降低了该机的有害排放量，达到了非道路用柴油机欧Ⅱ排放标准，而且使燃油消耗率保持在一个较低的水平。     

柴油机燃烧特性及NO_x排放研究

实测柴油机的燃烧过程 ,分析供油提前角对燃烧始点、最高燃烧压力、缸内最大压力升高率及相位和NOx排放的影响。结果表明 ,供油提前角提前 ,柴油机燃烧始点提前 ,最高燃烧压力增大 ,其相位相应提前 ,最大压力升高率增大 ,NOx 排放增大 ;供油提前角迟后 ,柴油机燃烧始点滞后 ,最高燃烧压力减小 ,其相位相应滞后 ,最大压力升高率减小 ,NOx 排放降低。     

环烷酸铈消烟助燃剂改善内燃机有害排放的研究

为研究有助燃与消烟作用的柴油添加剂对降低柴油机排放的作用，在一台TY1100柴油机上分别用纯柴油和加0．15％环烷酸铈消烟助燃剂的柴油进行了试验，并测定了发动机性能、燃烧特性和各种有害排放气的浓度。试验表明，环烷酸铈消烟助燃剂对降低内燃机排放中的有害物质，特别是降低碳烟、NOx排放作用显著，柴油机负荷增加，碳烟、NOx排放浓度降低幅度增大，在负荷降低区域运转时，下降幅度减小。     

低排放柴油机燃烧及放热规律研究

柴油机的燃烧过程对其性能及排放有较大影响,随着排放要求的日益严格,柴油机采用提高喷油压力、推迟喷油来降低NOx排放。根据实测低排放柴油机气缸压力,分析其燃烧过程特性及放热规律。结果表明,推迟喷油,柴油机在大部分工况下,燃烧在上止点后才开始;最大压力升高率、最大燃烧压力较低,其对应相位较迟,放热峰值也较低。     

4100型直喷式柴油机燃烧系统的改进设计

介绍了改进设计4100型柴油机燃烧系统的三要素燃油系统、进气系统、燃烧室所采取的主要技术措施,试验研究结果表明:通过对其燃烧系统进行优化设计,能使该机型达到降低燃油消耗率、排放的综合效果,为进一步改善4100系列柴油机的性能打下了基础。     

小型柴油机排放控制技术的研究

分析了柴油机排放的特点，提出了机内净化技术是控制柴油机排气污染主要途径；对Y385T小型农用柴油机机的燃烧室、配气机构、喷油系统等进行了优化设计。测试结果表明：该机排放性能明显改善，低于相关标准最低限值，且动力、经济性能良好，生产成本较低，运行维护方便。     

重型直喷柴油机缩口燃烧室结构特点与评价

为定量评价缸内瞬态气流特性，定义了涡流强度保持性概念。利用CFD软件FIRE对柴油机缩口直喷燃烧室内的气流分布特性进行了数值计算，在此基础上根据流场随曲轴转角变化特性的计算结果，用Matlab软件计算了瞬态的涡流强度保持性，由此分析燃烧室结构对涡流强度保持性的影响。同时试验研究了涡流强度保持性与喷射系统参数、进气涡流匹配时对柴油机性能的影响。结果表明，通过燃烧室结构控制涡流强度保持性，并与其他参数优化匹配后在动力性、经济性保持不变的前提下，可有效地改善柴油机的排放特性。     

柴油机燃用柴油-二甲醚混合燃料的试验研究

在车用直喷式柴油机上进行了燃用柴油－二甲醚的试验研究。将燃料供给系统作了改动，增加了高压氮气瓶以消除气阻。对供油提前角、喷油压力、柴油－二甲醚比例等参数对柴油机供油及燃料 影响进行了研究。试验结果表明，燃用柴油－二甲醚混合燃料时，柴油机可在宽广的转速和负荷范围内稳定运行，最大爆发压力、压力升高率均低于原机，燃烧滞燃期缩短，预混合燃烧减少，NOx、CO及烟度排放均大大降低，HC排放在高负荷工况低于原机。