单缸柴油机燃用高温小桐子油的循环变动

以高温小桐子油在单缸水冷四冲程柴油机上进行试验,测录了多循环的瞬时气缸压力与高压油管燃油压力,对比分析了最大转矩点燃用柴油与高温小桐子油,燃用高温小桐子油在不同转速的全负荷工况与标定点转速不同负荷工况在喷油与燃烧过程中各参数的循环变动。结果发现,燃用小桐子油滞燃期的变动最突出;2000rpm时喷油持续期、滞燃期循环变动较大,使得其最大燃烧压力升高率的变动也较大;1400rpm时喷油前期和燃烧后期的缸内压力循环变动均较大;10%负荷,喷油过程循环变动大,同时喷入的燃油少,缸内空气量大,燃油雾化、蒸发、混合的不确定性增强,后续燃烧过程的差异大。     

直喷柴油机喷油及燃烧循环波动测量分析

测量各工况下直喷柴油机的喷油压力、针阀升程及气缸压力,计算分析喷油及燃烧过程各参数循环波动变化情况。结果表明,标定工况和最大扭矩工况时平均指示压力的循环波动率较小,燃烧稳定;供油提前角增加,最大燃烧压力和最大压力升高率都增加,针阀升程曲线形状变化不大,滞燃期稍有延长;最大燃烧压力相位、最大压力升高率相位、针阀升程相位、燃烧始点提前,但这些相位的循环波动率变化都不大;最大压力升高率的循环波动较大,最大燃烧压力的循环波动较小。     

柴油机燃用小桐子油的燃烧过程三维模拟

小桐子油在常温下的黏度比柴油大10倍以上,因此研究柴油机燃用小桐子油的燃烧过程,对于小桐子油作为燃料的实际应用有重要的意义。建立了柴油机三维燃烧模型,对柴油机燃用小桐子油的燃烧过程进行了模拟。模拟所得的气缸压力与试验测试结果较为吻合。通过三维燃烧模拟对缸内的流场、温度场及平均温度的变化进行了分析,发现燃用小桐子油时柴油机的喷油时刻比燃用柴油时略有提前。燃烧始点较早,预混燃烧峰值提前,燃烧持续期较大。     

喷油参数对甲醇/柴油双燃料发动机燃烧和排放的影响

为研究不同喷油定时和喷油压力对甲醇/柴油双燃料发动机缸内燃烧过程、NOX和Soot排放的影响。利用AVL FIRE软件对甲醇/柴油双燃料发动机缸内燃烧和排放进行数值模拟。结果表明,喷油定时提前,甲醇/柴油滞燃期延长,缸内最大爆发压力和放热率峰值显著升高,缸内最高温度上升,NOX排放增加,Soot排放降低。喷油压力增大,甲醇/柴油滞燃期缩短,缸内最大爆发压力和放热率峰值显著升高,缸内最高温度上升,NOX排放增加,Soot排放降低。     

喷油压力对高压共轨柴油机燃烧影响的可视化研究

选取高压共轨柴油机中高负荷下常用喷油压力,在定容燃烧弹内,利用高速摄像技术和燃烧压力采集系统分别试验研究了相同喷油脉宽和相同喷油量下喷油压力对柴油着火、燃烧和炭烟生成特性的影响。结果表明,在喷油压力变化范围内(40~160 MPa):相同喷油脉宽和相同喷油量下,试验结果具有相同的变化趋势;随喷油压力升高,火焰浮起长度增加,火焰亮度逐渐减弱;高喷油压力下,压力升高率增大,压力升高始点和最高燃烧压力出现时刻均提前,放热率更快达到峰值,且放热率峰值逐渐增大;以相同喷油量为例,当喷油压力从80 MPa升高到160 MPa时,滞燃期由1.7 ms缩短到1.4 ms,燃烧持续期由6.9 ms缩短到4.7 ms,总炭烟量大幅度减少,但滞燃期和燃烧持续期随喷油压力升高而缩短的程度以及炭烟生成量随喷油压力升高而降低的趋势均逐渐减弱。     

生物柴油发动机燃烧火焰与放热过程特性研究

为研究生物柴油与柴油燃烧及放热过程的差异,应用高速摄影采集了柴油机燃用豆油甲酯和柴油的缸内燃烧火焰图像,实测了缸内压力示功图.以直接的火焰辉度图像结合放热规律分析,揭示了生物柴油和柴油缸内燃烧的历程.在未调整发动机燃烧系统参数的前提下,生物柴油因弹性模量大和十六烷值高的综合贡献,使着火时刻较柴油提前1.5°CA,其中生物柴油开始喷油时刻较柴油提前0.7°CA;在速燃期生物柴油燃烧火焰最亮辉度和持续时间均低于柴油.在燃烧的最后阶段,没有明显火焰的化学反应释放出的热量仅占2％ ～3％.     

农用柴油—二甲醚发动机喷雾、燃烧与排放性能数值研究

为研究二甲醚作为替代燃料的可行性,本文利用CFD软件对农用柴油机和二甲醚发动机在标定点的缸内燃料喷射雾化、燃烧过程与NOx排放进行了数值模拟研究.结果表明,计算所得的缸内平均压力和放热率曲线与试验值吻合良好.研究发现,柴油的喷雾贯穿距接近于二甲醚的2倍,而二甲醚的喷雾蒸发延迟角比柴油约小2°CA,且二甲醚的蒸发持续期比柴油约短10°CA.同时还发现,与柴油相比,二甲醚燃烧温度分布较均匀,且最高温度比柴油要低,决定了二甲醚发动机燃烧产生的NOx排放比柴油机降低了50%.     

柴油机燃用甲醇/柴油燃烧与排放特性试验研究

通过配置3种甲醇掺混比例(M5、M10、M15)的甲醇/柴油混合燃料,在不改变柴油机结果参数的条件下,对比研究了柴油机燃用甲醇/柴油混合燃料的燃烧和排放特性。结果表明:与柴油相比,随着甲醇掺混比的增加,柴油机燃用甲醇/柴油混合燃料的缸内最大爆发压力升高,最大压力升高率增加,燃烧始点推迟,瞬时放热率曲线呈单峰分布,放热率峰值增加,其对应的曲轴转角滞后,滞燃期延长;NOx排放略有增加,碳烟排放得到明显改善,CO和HC排放在小负荷时略有增加,在大负荷时增加明显。     

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。     

生物柴油-乙醇混合燃料的燃烧特性

研究了柴油机燃用生物柴油-乙醇混合燃料时的燃烧特性,结果表明:乙醇掺烧比小于30%时,各种不同比例的混合燃料的缸内压力曲线趋势相同;随着混合燃料中乙醇掺混比的增加,滞燃期延长,最大压力升高率增加,缸内最高燃烧压力增大,平均压力升高率曲线及峰值点依次滞后,放热率峰值增大且峰值点滞后,燃烧持续期缩短;最高平均压力升高率不大于0.6MPa/oCA,柴油机运转平稳.     

柴油机燃用二甲醚喷射与燃烧的试验研究

研究了2135型柴油机燃用二甲醚日寸的喷射与燃烧特性。测试了嘴端油管压力、针阀升程、缸内压力、氮氧化物排放等参数，计算了燃烧率和累计燃烧率。试验结果表明，该燃料的喷射与燃烧过程明显不同于柴油。二甲醚的油管压力升高率和压力峰值低，喷射滞后期及其负荷依赖性很大；相应地，其着火点迟后，着火点的负荷依赖性也很大；滞燃期短；缸内最高燃烧压力和压力升高率低；扩散燃烧快速。柴油机燃用二甲醚可大幅降低氮氧化物排放，并实现无烟、低噪声燃烧。     

柴油机燃用F-T柴油/生物柴油混合燃料的燃烧及排放特性

为探究生物柴油对柴油机燃用F-T柴油燃烧过程和排放性能的影响,配制F-T柴油/生物柴油混合燃料(B10F-T、B20F-T、B30F-T),在柴油机上进行试验。结果表明：随着生物柴油掺混比增大,缸内最大爆发压力逐渐增加。与F-T柴油相比,生物柴油掺混比分别为10%、20%、30%时,缸内最大爆发压力分别增加1.9%、5.1%、6.9%,对应的时刻轻微滞后,且放热始点后移,放热率峰值增大。生物柴油掺混比由0增加到30%,燃烧过程滞燃期延长1 ℃A,燃烧始点后移,燃烧持续期略微升高,由35.4 ℃A增加到36.1 ℃A,燃烧重心由4.8 ℃A后移到5.9 ℃A,缸内最大燃烧温度由1 872 K升高到1 951 K。在中高负荷时,碳烟排放随生物柴油掺混比增大而明显降低。在F-T柴油中掺混生物柴油可以有效地降低HC和CO排放,HC和CO排放随生物柴油掺混比增大几乎呈线性下降趋势。随着负荷继续增加,混合燃料的HC和CO排放均逐渐下降,在75%负荷时,与燃用F-T柴油相比,生物柴油掺混比分别为10%、20%、30%时,CO排放分别降低2.9%、7.8%、12.1%。在不同负荷工况下,随着生物柴油掺混比例的增加,NOX排放均呈上升的趋势,且在高负荷工况下NOX排放上升更加明显。     

多缸柴油机燃烧过程缸间差异统计分析

分析了多缸柴油机产生缸间差异的原因,提出了采用统计学STUDENT试验方法判别多缸发动机缸间差异产生的原因。实测了一台四缸直喷式柴油机气缸压力,分析其平均指示压力、燃烧始点、最大气缸压力和最大压力升高率及对应相位等参数的波动与缸间差异,并对平均指示压力缸间差异进行统计分析。结果表明,该柴油机燃烧过程缸间差异较大,其产生的原因并非偶然,而是存在技术原因,需要进行改进。     

柴油机燃用甲醇燃料的燃烧循环变动的研究

在燃用甲醇燃料的１１３０单缸柴油机上,通过缸内燃烧分析,对影响甲醇发动机循环变动的各种因素,（转速,负荷,点火提前角,喷油提前角,喷油嘴类型,压缩比,点火方式等）进行了详细的研究,试验结果表明,甲醇发动机的燃烧环变动主要取决于火延迟期的长短和缸内混合气怪状浓度分面是否合理,缩短着火延迟期,或在火花塞跳火区域及燃烧室内获得理想的混合气层状深度分布均可降低甲醇发动机燃烧循环变动,使发动机性能得以改善。     

菜籽油在柴油机上的耐久性试验研究

在柴油机上提高喷油压力和加装燃油加热装置后,进行了燃用菜籽油的耐久性试验。分析了柴油机燃用菜籽油存在的问题,并对耐久试验前后燃油消耗率及排气温度等进行了对比。试验结果表明:菜籽油等植物油可作为一种代用燃料,但柴油机长时间燃用植物油,会在喷嘴、气门、活塞头部、气缸顶部积炭,出现缸套轻微刮伤现象,导致了柴油机性能和经济性的下降;同时,也出现了植物油渗漏污染润滑油的现象;燃用植物油运行一百多小时后,其燃油消耗率及排气温度的变化不大。     

多级喷射对柴油机燃烧与NOx排放影响的数值模拟

基于KIVA-3V程序并应用引导喷射策略,对柴油机燃烧过程与NOx排放进行了数值模拟研究。研究结果表明：与传统的单级喷射相比,引导喷射可缩短主喷滞燃期,降低最高燃烧温度,从而降低NOx排放。若引导喷射提前角过小,则NOx排放降低较少;若引导喷射提前角过大,则NOx排放增加。在11°CA的引导喷射提前角、15%的引导喷射量和4°CA的主喷提前角下,NOx排放降低了约13%。     

增压中冷柴油机燃用葵花籽油的燃烧和排放特性研究

葵花籽油具有与柴油相近的物理特性和燃烧特性,因此柴油机可以在不改变其结构的前提下直接燃烧葵花籽油。然而,葵花籽油的黏度高、热值低和挥发性差会使柴油机直接燃用葵花籽油时动力性下降。本文通过增加每循环供油量在保证柴油机动力性不变的前提下对比研究柴油机燃用葵花籽油的燃烧和排放特性。研究结果表明:柴油机燃用葵花籽油时着火晚、滞燃期长,大负荷时放热峰值高,燃油消耗率和NOx排放浓度增加,HC,CO和碳烟的排放有明显降低,但排气温度基本不变。     

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。