柴油机后处理DOC+DPF性能试验研究

在一台非道路国四用高压共轨柴油机上,利用试验台架研究了柴油机后处理柴油氧化催化器(diesel oxidtation catalyst,DOC)、柴油颗粒过滤器(diesel particulate filter,DPF)在不同温度条件下内部的化学特性。结果表明,在一定温度条件下,DOC对未燃HC、CO具有较高的转化效率,对NO的催化氧化效率随温度升高先升后降;同时,催化剂和NO2有助于降低炭烟燃烧所需的化学活化能,提高炭烟燃烧速率。研究结果对深入理解柴油机后处理DOC+DPF的工作过程具有重要的指导作用。     

柴油机后处理装置的颗粒排放物拉曼光谱研究

为研究发动机排放颗粒物经氧化催化转化器（DOC）以及柴油颗粒捕集器（DPF）后结构和化学组成的变化规律,在一台配备后处理装置的电控高压共轨增压中冷柴油机上进行颗粒物取样,采用激光拉曼光谱仪测取拉曼光谱,比较了不同测点位置颗粒物的拉曼光谱特征。结果表明：颗粒物的拉曼光谱均由5个峰组成,且峰位在一个较小的范围内变化,描述颗粒物结构和组成的各特征参数随测点位置的不同而变化,即ID1 /IG 随测点后移而减小,ID2 /IG 逐渐增大,而ID3 /IG 、ID4 /IG 和IALL /IG 均表现为先减小后增大的趋势,说明经过DOC和DOC+DPF时颗粒物发生了物理和化学变化,从而使颗粒结构和成分发生变化。代表颗粒物石墨化程度的ID1 /IG 值随测点的后移而增加,但是DPF后颗粒的有机物成分所占比例最大。     

灰分和碳烟分布对DPF再生性能的影响研究

运用三维仿真软件(CFD)建立柴油机后处理系统(DOC+DPF)三维模型,分析了微粒捕集器孔道内部碳烟和灰分分布不均匀对其再生特性的影响。结果表明:排温较高时,“线性增加”型的碳烟分布再生温度温升速率快,再生效率高,“线性减少”型的碳烟分布温升速率较慢,峰值温度高,再生效率差;孔道进口末端灰分沉积越多,再生温度峰值和压降越大;非对称结构有利于降低DPF的再生压降和提升载体的再生效率,延长DPF寿命。     

豆油甲酯燃烧特性与热电偶颗粒测量法试验研究

基于热电偶颗粒测量法,研究多种掺混比例下豆油甲酯的燃烧特性,分析了不同分区火焰的温度特征,并且计算得到了燃烧后的碳烟质量流量;研究了在开式常温常压条件下,豆油甲酯燃烧和碳烟排放的变化规律.研究结果证明:随着豆油甲酯在0#柴油中体积份额的增加,主反应区火焰温度逐渐上升,而碳烟质量流量随之下降.试验和计算为揭示生物柴油的燃烧和排放规律,提供了新的方法和重要的参考.     

柴油机燃用不同替代燃料的燃烧与排放特性分析

在一台增压发动机上分别进行了燃用生物柴油和二甲醚的燃烧和排放试验研究。研究结果表明:增压发动机在高负荷下燃用生物柴油和二甲醚时,预混合燃烧不明显,出现扩散燃烧单峰的燃烧规律,生物柴油燃烧的单峰规律更明显。与生物柴油相比,二甲醚的缸内压力峰值、压力升高率幅值和放热率峰值均降低;NOx排放大幅下降,HC排放和CO排放升高,碳烟排放和燃油消耗率降低。     

船用柴油/LNG双燃料发动机控制系统设计与推进特性试验研究

根据T8138ZLCz型船用柴油机的工作特性,以及液化天然气作为替代燃料的优势,设计一套柴油/天然气双燃料发动机控制系统。在不改变原机结构的基础上,加装液化天然气供给系统与电控系统,开展发动机性能台架试验,分析双燃料发动机的经济性和排放性能,并与原机进行对比。试验结果表明:该控制系统能保证发动机在双燃料模式下可靠运行;在相同工况下,改装后的双燃料发动机经济性较原机全面提升,在1 300r/min时最为明显,运行成本降低28.7%;碳烟和NOX排放均下降,最大降幅分别可达78.3%和68.3%,但CO和HC排放略有上升。     

轻卡重型柴油机满足国五排放的策略及技术应用

本文针对轻卡柴油发动机如何达成国-V排放技术路线进行了台架试验研究。试验机配置有DOC+SCR排放控制系统。针对国-V排放限值的挑战,本研究提出如下排放的应对策略:1)优化外特性,降低额定点转速可降低ESC排放点的颗粒排放的生成;2)进行硬件选型,对燃烧室,油嘴,增压器进行优化,降低颗粒排放;3)进行标定优化,对高颗粒排放工况增加后喷,通过优化后喷参数使在主喷油期生成的大部分颗粒及其它不完全燃烧产物在缸内氧化,对加速工况设置烟度限制以减少加速时瞬态喷油量和缸内空气量的不同步性,使燃烧得以在较高的瞬态过量空气系数下进行,从而有效地抑制加速工况碳烟的生成;4)进行后处理DOC选型,不同配方后处理对尾管排放影响较大,因此需要进行试验与分析得出成本与排放效果比较好的后处理。试验机在实施优化控制策略后,能够满足国五排放的限值。台架试验数据证明,本研究提出的排放优化策略是可行及实用的。     

壁流式颗粒捕集器载体内部温度场的试验研究

用于减少柴油机颗粒物排放最有效的后处理装置就是壁流式颗粒物捕集器。对颗粒物捕集器CDPF载体部分温度场的分布进行试验研究,分析了最大温度梯度和温度峰值与流场之间的关系,同时验证了利用后喷和外部喷射进行主动再生期间温度场分布的不同。     

车用柴油机燃用混合替代燃料的试验研究

摈弃了传统的以常规angguim iudrop had reached 50%柴油为基础油的掺混方法,而直接将生物柴油和F-T柴油进行掺混,并将其混合燃料应用于4100QBZL柴油机上.在未对原机做任何改动的情况下,研究了该机燃用不同体积配比混合燃料时的动力性、经济性及NOx和烟度排放性能.研究表明:与0#柴油相比,该机的动力性稍有下降,燃油消耗率上升;燃油消耗率和NOx#放均随着生物柴油掺混比例的增大而升高;碳烟排放显著下降,较0#柴油的降低幅度高达52%;低比例的混合燃料对NOx排放和碳烟排放的trade-off关系有明显改善;生物柴油与F-T柴油混合燃料宜在较低的生物柴油掺混比例范围内使用.     

改性生物柴油碳烟与NOx排放试验

针对生物柴油氧化安定性较差、NOx排放偏高的情况,添加抗氧化剂(BHA)对生物柴油进行燃料改性,分析了抗氧化剂对生物柴油氧化安定性的影响,讨论了改性前、后生物柴油粘度随温度的变化规律。测量了高压共轨柴油机燃烧改性生物柴油的排放污染物随转速、负荷的变化规律。探讨了抗氧化剂改善生物柴油碳烟、NOx排放的作用机理。研究结果表明:燃料改性后,生物柴油的氧化安定性大幅度提高,燃油粘度略有降低;发动机的碳烟、NOx排放均明显下降,特别是在中、高负荷时效果显著;燃烧过程中抗氧化剂抑制了脂肪酸长链分子的高温裂解,促进了自由基的淬熄效应,由此改变了碳烟与NOx排放之间此消彼长的关系。     

小型柴油机降低排放性能的试验研究

以某小型非道路柴油机为研究对象,考察了柴油机的供油提前角分别为18、19、20、21°CA。喷油压力分别为19、20、21、22MPa时。发动机排放性能的变化情况,为确定供油提前角及喷油压力的调整范围提供依据。研究结果表明,发动机NOx排放值随供油提前角的减小而显著下降,烟度值随着供油提前角的减小而恶化;发动机排气的烟度值随着喷油压力的增大而明显改善。NOx排放值随喷油压力的增大而增加。证明减小喷油提前角与增大喷油压力是降低柴油机NOx与颗粒排放最直接有效的方法,为改善小型非道路柴油机排放性能提供参考。     

生物柴油发动机的常规排放与醛酮类化合物排放

在一台直喷式增压柴油机上研究了生物柴油发动机的HC,CO,NOx,PM和烟度等常规排放特性,同时基于美国环保署TO-11A方法,利用2,4-DNPH管采样,采用高效液相色谱分析仪分析了醛酮类化合物的排放特性。试验结果表明:生物柴油能有效降低HC,CO,PM及烟度排放,但增加了NOx排放;与柴油相比,生物柴油的醛酮类化合物排放从30.7mg/kW.h上升到90.8mg/kW.h,增加了2倍。     

小型农用柴油机油耗和排放的多目标优化

非道路用柴油机使用后处理系统的成本较高,通过优化燃烧减少原机排放并保持合理的燃油经济性是经济且行之有效的方法之一.以一款处于非道路第四阶段开发的小型农用柴油机为研究对象,基于已有的试验数据,通过GT Powcr软件建立其一维仿真模型,在验证模型准确性的基础之上,针对非道路用柴油机稳态测试循环八工况的前7个工况,采用响应...     

不同大气压下直喷式柴油机的性能研究

在大气模拟试验台架上对运行在不同大气压下的直喷式柴油机的经济性、动力性、烟度及噪声特性进行对比试验研究与分析。试验结果表明:随着大气压力的减少,柴油机有效燃油消耗率、小时燃油消耗量、排气温度、烟度及噪声声功率增加,动力性下降。     

直喷式柴油机喷油特性的测试分析

为分析柴油机的燃烧过程和性能，在喷油泵试验台上用W．Bosch长管法研究了喷油过程。介绍了试验装置和原理，分析了测试精度。试验结果表明：喷油管内气泡产生与压力波尾部形状有关；长管内残余压力很低，燃油声速接近理论声速；喷油率图近似于梯形，燃油喷射呈“先急后缓”的特征；喷油压力、喷油始点、喷油持续角和喷油率均取决于柴油机转速和负荷。     

预喷射控制柴油机NOx和烟度排放作用的试验研究

以某四缸电控高压共轨柴油机为对象,试验研究了预喷射在控制柴油机NOx和烟度排放中的作用。通过优化预喷射量、预喷与主喷间隔,寻求最佳的控制NOx和烟度的预喷参数。试验结果表明,预喷射在全工况范围内都能降低NOx的排放,但对降低NOx有力的措施却无法有效降低烟度;较大的主预喷间隔、较大的预喷量,NOx排放较低;适当的主预喷间隔、较大的预喷量有利于降低烟度;预喷射虽不能从根本上解决NOx和炭烟排放中的矛盾,但适当的主预喷间隔和预喷量可在烟度基本不变的情况下,大幅度降低NOx排放量。     

预喷射控制柴油机NO_x和烟度排放作用的试验研究

以某四缸电控高压共轨柴油机为对象,试验研究了预喷射在控制柴油机NOx和烟度排放中的作用。通过优化预喷射量、预喷与主喷间隔,寻求最佳的控制NOx和烟度的预喷参数。试验结果表明,预喷射在全工况范围内都能降低NOx的排放,但对降低NOx有力的措施却无法有效降低烟度;较大的主预喷间隔、较大的预喷量,NOx排放较低;适当的主预喷间隔、较大的预喷量有利于降低烟度;预喷射虽不能从根本上解决NOx和炭烟排放中的矛盾,但适当的主预喷间隔和预喷量可在烟度基本不变的情况下,大幅度降低NOx排放量。     

农业机械用柴油机排放微粒控制研究

随着国家对非道路车用柴油机排气污染物排放强制性标准的颁布，控制农业机械柴油机尾气排放已成为刻不容缓的紧迫任务。结合农业机械配套柴油机在使用过程中排气微粒的生成机理以及对环境的危害，深入探讨了控制柴油机微粒排放的处理方法，从机内净化技术、尾气后处理方法以及改善燃油品质、采用代用燃料等方面对微粒的排放控制进行了系统的探讨和研究，给出了柴油机微粒控制的基本技术路线和未来发展趋势。     

共轨柴油机燃用生物柴油限制与非限制排放特性

在高压共轨柴油机上对生物柴油混合燃料(源自食用废油)的排放物进行了研究.结果表明,限制性气体排放中,随着生物柴油混合比例的增加,Nox的排放量明显升高,同时在氧化催化器后Nox中的NO2体积分数也逐步增大;烟度则随着燃料混合比例的增加呈线性下降.非限制性气体排放中,外特性工况下的生物柴油混合燃料的乙醛排放量随混合比的增加而降低;SO2气体排放量也随着燃料混合比例的增加逐步下降,纯生物柴油可降低20%～60%.生物柴油的颗粒粒径分布表明,生物柴油的核态纳米颗粒对混合燃料的硫含量非常敏感,由于纯生物柴油硫含量低,故可以有效降低颗粒的总数量浓度.     

增压中冷柴油机EGR排放特性试验研究

以增压中冷柴油机为研究对象，针对其特点设计了废气再循环装置，试验研究了不同EGR率对增压中冷柴油机的动力性、经济性及NOx微粒、烟度、HC、CO等排放物的影响规律。研究结果表明，增压柴油机借助EGR，可大大降低发动机的NOx排放，但随着EGR率的增加，柴油机的微粒、烟度、HC、CO排放也相应增加，同时对柴油机的扭矩和油耗也造成不利影响。因此，在设计增压柴油机EGR系统时，要综合考虑EGR率对发动机性能和排放的影响规律，为各个工况确定最佳EGR率，并采用电控系统保证各个工况的最佳EGR率。