TCD燃烧系统对柴油机燃烧和排放性能改善效果的试验研究

为探究道依茨TCD2015柴油机上配备的导流燃烧系统(简称TCD燃烧系统,T表示涡轮增压器,Turbocharger,C表示进气中冷,Charge air cooling,D为柴油颗粒捕集器,Diesel particle filter)对改善柴油机燃烧性能和降低污染物排放的效果,采用单缸机试验对TCD燃烧系统在不同转速、负荷和过量空气系数下的燃烧和排放性能进行研究。试验结果表明不同工况下TCD燃烧系统燃油消耗率和Soot排放量均低于传统ω燃烧系统,燃油消耗率最大降幅为7.01%,Soot排放量最大降幅为86.67%,且低过量空气系数(1.2～1.6)下TCD燃烧系统仍具有较好的性能。为揭示TCD燃烧系统改善油气混合促进燃烧的机理,采用AVL Fire软件建立了柴油机性能仿真模型。计算结果表明,TCD燃烧系统的环状凸起结构将燃油导向内外两室,从而促进了缸内燃油发展过程,燃油当量比大于4的浓混合气区域燃油质量比例相比ω燃烧系统降幅最大为9.75%,活塞下移时TCD燃烧系统内油束撞击浅盘侧壁形成撞壁射流扩大了燃油扩散面积,从而改善了缸内油气混合质量,燃油当量比小于1的均匀混合气区域燃油质量比例相比ω燃烧系统降幅最大为7.45%,因此TCD燃烧系统能够有效改善柴油机的燃烧和排放性能,可应用于柴油机高负荷和低过量空气系数工况综合性能提升。研究结果可为柴油机燃烧系统开发和改进提供参考。     

基于实时性优化的内燃机燃烧分析系统研究

采用缸压传感器、数据采集卡、光电编码器和Lab VIEW软件,搭建在线缸压采集和实时燃烧分析系统平台,研究HCCI和RCCI燃烧模式的循环波动特性。针对单循环缸压测量过程中的通道效应干扰,基于频谱分析,采用FFT、线性插值法和IFFT等方法相结合的滤波方式,实现共振峰的在线自适应识别与实时滤波,较好地减少了单循环缸压的干扰误差,使单循环的实时燃烧分析成为可能。随后,基于实时滤波后的缸压曲线,计算得到内燃机的最大压力升高率、燃烧放热率、爆发压力等重要燃烧参数。利用程序算法中同步性良好的生产者/消费者运算模式提高数据的共享能力,实现了数据实时运算与数据快速储存的并行处理,提高了燃烧计算的实时性;针对发动机不同工作阶段采用了不同精度层次的计算方法,减少了进排气、压缩和膨胀阶段的计算耗时,在计算量较大的燃烧放热率计算部分,通过适当简化计算公式和公式节点运算模块来提高燃烧系统的实时性。最后,分析了燃烧分析系统的实时性,并进行了燃烧分析系统的实验验证。     

基于Kjeldahl与Dumas方法的农作物秸秆总氮含量分析

凯氏定氮法(Kjeldahl)与杜马斯燃烧法(Dumas)是测定农业生物质总氮含量的主要检测手段,但二者的测定结果数值存在差异。该研究获取农作物秸秆样本(水稻、小麦、玉米、油菜和棉花)共计1 179个,分别采用Kjeldahl和Dumas方法测定总氮(TKN和TCN,total Kjeldahl nitrogen and total combustion nitroyen)含量,通过多种统计与分析方法,系统分析比较了不同农作物秸秆总氮含量及其分布的异同和相关关系。结果表明:不同农作物秸秆氮含量分布均呈非正态分布,建议采用中位数统计;5种秸秆总体的TKN质量分数为(7.12±1.87) g/kg,TCN质量分数为(8.00±2.13) g/kg,TKN含量显著小于TCN含量;小麦和棉花秸秆的TKN含量和TCN含量与其他秸秆间均存在显著差异(P <0.05);不同生物质TKN含量与TCN含量关系不同,建议采用最小中位数二乘法进行拟合分析。研究结果可为农作物秸秆科学利用提供数据及方法互通性支撑。     

内燃机故障声响信号时间序列模型诊断方法

本文运用统计模式识别原理,提出了一种以内燃机声响信号的时间序列自回归系数及自回归倒谱系数作为模式的特征参数,对参考模式和待检模式用灰色系统的关联测度、Mahalanobis距离测度和Kullback-leiber信息量距离测度同时进行识别,并用层次分析法对识别结果进行综合,从而达到诊断故障目的的方法。通过实验验证,表明其是有效而可行的方法。     

稻麦打捆秸秆直燃热风炉的研发

对稻麦打捆秸秆直燃热风炉的研发背景、技术上的难点、解决方法和热风炉的组成、功用、特点作了介绍;对所产生的社会效益、经济效益、生态效益以及市场前景和推广价值进行了分析.     

玉米秸秆炭和典型农业废弃物混合成型与燃烧特性试验

以玉米秸秆炭和玉米秸秆、苹果枝、沼渣、菌渣为原料,在成型压力为6 MPa的条件下,研究了不同混配比例混合燃料的成型特性,并在此基础上探讨了特定混配比例下的混合样品燃烧特性。研究结果表明:农业废弃物质量分数、种类对混合成型燃料稳定性均有影响,农业废弃物占70%比例时混合成型燃料的抗跌碎强度均大于99.50%;玉米秸秆对成型燃料的稳定性影响最为明显,其质量分数大于30%时,成型燃料抗跌碎强度达到99.68%以上,而沼渣和菌渣质量分数大于50%时,其成型燃料的抗跌碎强度分别超过99.11%和99.71%;苹果枝质量分数大于60%,其成型燃料抗跌碎强度超过99.34%;4种成型燃料的能量密度与原料相比分别提高14.93、11.36、11.74、14.53 GJ/m~3;堆积密度分别提高792.99、596.92、605.63、820.12 kg/m~3。该研究为农业废弃物新型成型燃料的开发提供了基础支撑。     

脉动燃烧技术及其在林业中的应用

脉动燃烧是指在一定声振条件下发生的一种周期性燃烧，其燃烧室内压力强度、气流速度、温度及热释放效率等参数随着时间呈周期性变化，是一种特殊的不稳定燃烧过程，具有燃烧效率高、燃料经济性好、运行环境友好等优点。研制基于脉动燃烧技术的林业作业装备对于提高林业生产效率、促进环保高效燃烧技术的发展具有重要意义。文中概述了脉动燃烧技术的工作原理、特点及发展现状，介绍了脉动燃烧技术在林业病虫害防治、木材干燥和土壤消毒中的应用，并在分析脉动燃烧技术的不足及其在林业作业应用中存在问题的基础上，提出脉动燃烧技术在林业作业应用中的发展方向。     

某小型汽油机燃烧过程模拟分析研究

节能减排已成为当今发动机发展的重要方向之一,而燃烧过程将直接影响发动机的经济性与排放性。通过模拟软件模拟分析了某125mL发动机燃烧室选用单火花塞和双火花塞时气缸内的燃烧进程、燃烧生成物速率及缸内湍流火焰速率。通过模拟结果可发现,双火花塞气缸内燃烧效率、生成物速率均好于单火花塞气缸内的燃烧效率、生成物速度;双火花塞气缸内的湍流速度要高于单火花塞气缸内的湍流速度。模拟计算结果为汽油机节能提供了一种有效途径,将为汽油机提高经济性提供一定的理论借鉴。     

含间隙内燃机曲柄滑声机构动力学研究

考虑到含间隙运动副副元素的碰撞接触时的边界条件，采用非线性弹簧力和非线性阻尼描述副无素的碰撞接触过程，以此为基础建立了含间隙内燃机曲柄滑块机构的动力学模型；通过数值仿真研究了运动副间隙对机构动态特性的影响，并指出在机构高运转条件下，运动副元素存在连续变形接触现象。     

内燃机排气成分动态检测方法的研究

介绍了采用飞行时间质谱仪动态测量内燃机排气成分的方法。提出了实现动态检测的系统方案，研制开发了高速数据采集系统，给出了性能试验结果。测量并识别了质量数相近的N2和C2H4的谱图，给出了废气成分浓度的动态变化曲线。