掺混重整气对汽油机燃烧及排放特性的影响

车载燃料重整制氢技术可以回收发动机尾气余热,在线制取重整气与汽油混合燃烧。基于一台1.6L四缸汽油机,在转速1800r/min,进气道绝对压力61.5kPa,理论当量比条件以及最大制动扭矩点火角条件下,考察混重整气对汽油机燃烧和排放性能的影响。试验结果表明：随着进气中重整气混合分数的逐渐增加,重整气中氢气的体积分数逐渐升高,燃油油耗率降低,指示热效率升高。尾气中HC、NOx和CO2的排放量降低,而CO的排放量则有所升高。     

混氢对稀燃汽油机怠速性能的影响试验

在一台安装了氢气电控喷射系统的汽油机上,通过调整喷氢脉宽,研究了氢气占进气体积分数为3%时混氢对稀燃汽油机怠速燃烧与排放性能的影响.试验结果表明,混氢后发动机指示热效率提高;火焰发展期与快速燃烧持续期缩短;过量空气系数为1.3时,平均指示有效压力的循环变动系数由原机的33.9%降低至混氢后的13.7%;稀燃条件下,进气混氢有利于改善汽油机怠速时的HC、CO与NOx排放.     

车载二甲醚水蒸气重整制氢热力学分析

针对车载二甲醚水蒸气重整制氢反应体系,分析了重整体系的热力学效率;计算了体系中主要反应的化学平衡常数随温度的变化关系;确立了反应体系的独立方程并进行了热力学平衡计算,研究了水醚比、温度、压力等对平衡的影响。结果表明:重整气比二甲醚最高可增加15.45%的低热值;二甲醚在温度大于473 K、水醚比大于2时具有很高的转化率,平衡浓度接近于零;重整气中主要成分是H2、CO和CO2,其中H2含量最高,最大浓度为72%;二甲醚中碳元素在高温、低水醚比时主要生成CO,在低温、高水醚比时主要生成CO2;压力对反应平衡浓度影响很小。     

二甲醚水蒸气重整制氢试验

将铜基催化剂CNZ-1和分子筛HZSM-5按一定比例,采用机械混合法制成二甲醚水蒸气重整催化剂,分别考察了水和二甲醚流量、反应温度、催化剂用量等对二甲醚水蒸气重整制氢的影响.结果表明:常压条件下,随着二甲醚流量增大,氢气的产量先变大再变小;在250～500℃的温度范围内,随着反应温度的升高,氢气的产率增大,二甲醚转化率最高可接近100%;CO体积分数随着反应温度的升高而减小;试验条件下,加大催化剂用量对氢气的产率影响不大,但可大幅度提高二甲醚的转化率.     

混氢对稀燃汽油机怠速性能的影响试验

在一台安装了氢气电控喷射系统的汽油机上,通过调整喷氢脉宽,研究了氢气占进气体积分数为3%时混氢对稀燃汽油机怠速燃烧与排放性能的影响。试验结果表明,混氢后发动机指示热效率提高;火焰发展期与快速燃烧持续期缩短;过量空气系数为1.3时,平均指示有效压力的循环变动系数由原机的33.9%降低至混氢后的13.7%;稀燃条件下,进气混氢有利于改善汽油机怠速时的HC、CO与NOx排     

柴油机进气掺混甲醇重整气燃烧过程及排放特性

以某型四缸柴油机为研究对象,采用数值模拟计算的方法,研究了柴油机进气掺混甲醇重整气的燃烧过程中,以及重整气掺混比和喷油正时对缸内压力、燃烧放热过程、Soot和NOx排放的影响。结果表明：与原机相比,掺烧甲醇重整气和氢气后,缸内压力、温度和放热率峰值均有所升高,Soot排放大幅降低,NOX排放升高且滞燃期和燃烧持续期缩短;掺烧氢气及甲醇重整气均有助于改善缸内燃烧,提高燃烧等容度,提升热效率;掺烧甲醇重整气后缸内压力、燃烧温度和放热率峰值较低于柴油机掺烧氢气,Soot排放降低28.5%,NOX排放升高16.9%。随着重整气掺混比的提升,缸内压力、燃烧温度和放热率峰值均进一步提升,滞燃期和燃烧持续期进一步减少,燃烧速度加快,燃烧持续期缩短,等容度燃烧加强。通过喷油正时的推迟,柴油机掺烧甲醇重整气后缸内燃烧重心后移,后燃比重增加,燃烧等容度下降,Soot排放和NOX排放降低,柴油机功率降低。     

DMC与DIPE对汽油机燃烧及排放性能影响试验

选用碳酸二甲酯(DMC)和二异丙醚(DIPE)作为汽油抗爆剂,均按体积分数3%、6%分别添加到93号汽油中,研究其抗爆性能.在发动机试验台架上,通过测量缸压、燃油消耗率、排放等数据,研究添加不同体积分数DMC和DIPE的汽油对发动机燃油经济性、燃烧特性和排放特性的影响.试验结果表明,在添加体积分数为3%时.DMC和DIPE使燃油消耗率平均增加0.85%和1.6%,添加体积分数为6%时,DMC和DIPE使燃油消耗率平均增加3.7%和1.3%;缸压峰值点都出现下降,最大放热点推迟,在低负荷表现更为明显;HC排放都得到显著改善,DMC改善NOx排放.     

ZS195柴油机掺氢燃烧试验研究

在标定转速下试验研究了小比例掺氢燃烧对ZS195柴油机工作过程、排放和经济特性的影响。试验结果显示:ZS195柴油机掺氢燃烧后,随着掺氢率的增加,缸内最大爆发压力和压力升高率峰值都会增加;ZS195柴油机进行小比例掺氢燃烧会降低HC、CO和烟度排放水平;富氢进气会提高缸内混合气燃烧速度,改善缸内燃烧质量,使柴油机热效率有所增加;柴油机排温和NOx排放也会随着掺氢率的增加而增加。     

混氢改善汽油机低怠速性能研究

在一台加装了电控氢气喷射系统的四缸汽油机上,试验研究了混氢对发动机低怠速性能的影响。在怠速转速不变、维持进气混合气处于当量比的条件下,在0～6%的范围内逐渐增加氢气在总进气中的体积分数,测试了发动机转速分别为800、700、600 r/min时的低怠速性能。试验结果表明,纯汽油机怠速为800 r/min时,发动机稳定运行的燃料能量流量Ef为30.8 MJ/h,而当混氢分数增加至6.0%、怠速转速降至600 r/min时,Ef降低至18.6 MJ/h;随进气混氢体积分数的提高,发动机低怠速时的燃烧持续期缩短,HC、CO及NOx排放量降低,循环变动也减小。可见,进气掺氢可有效改善发动机的低怠速性能。     

氢内燃机起动性能及排放影响的试验研究

与汽油相比,氢气具有更为宽泛的着火界限,这使得氢内燃机起动相对容易;但不同的燃空比控制方式对氢内燃机起动和排放特性的影响规律值得深入研究。为此,以1台4缸2.0L的氢内燃机为研究对象,使用不同的燃空比控制方式对当量燃空比为0.2～0.6的氢气—空气混合气进行起动试验。试验结果表明:增大循环喷氢量的"质调节"方式可以有效地缩短起动时间,但NOx排放量会随之显著增加;增大节气门开度、提高空气进气量能够降低泵气损失并提高容积效率,从而在一定程度上缩短起动时间,此时NOx排放量也会有少量增加。     

车用柴油机燃烧系统的改进

在保持进气系统、喷油嘴和启喷压力不变的情况下，通过改变燃烧室和强化喷油泵改善车用柴油机的燃烧。利用KIVA-Ⅱ软件计算分析了新、原燃烧室对应的缸内流场，通过台架试验研究了新、原燃烧系统的经济性和排放性。结果表明，采用新燃烧系统后，柴油机在保持动力性不变的情况下，实现了高效洁净运行。     

乙醇/柴油混合燃料对发动机燃烧特性的影响

通过试验研究,分析了在柴油机上燃用柴油/乙醇混合燃料对发动机燃烧特性、燃油效耗率及排气烟度的影响,为柴油/乙醇混合燃料在柴油机上的推广应用提供了有价值的参考依据。     

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。     

影响柴油机伞帘喷雾燃烧系统性能的几个因素

研究了单缸柴油机喷嘴端伸出量、喷孔参数、启喷压力、供油提前角、燃烧室结构和工况对伞帘喷雾燃烧系统性能的影响。结果表明,喷嘴端伸出量明显影响燃油消耗率和烟度,最佳喷嘴端伸出量随喷孔锥角同向变化;启喷压力、供油提前角、中心喷孔直径和燃烧室凸缘高度存在最佳值;伞帘喷雾燃烧系统的最佳供油提前角比传统燃烧系统小得多;在低负荷下,喷嘴带中心喷孔时的烟度稍高些,但燃油消耗率不恶化。     

天然气发动机预燃室式燃烧系统的研究

开发了火花点火天然气发动机预燃室式燃烧系统。该发动机通过采用新型的预燃室式燃烧系统，同时对发动机的燃料供给系统、点火系统等进行改进设计，实现了两级点火和稀燃、速燃，大大提高了燃烧速度，从而改善了发动机的动力性，降低了排气温度和排放量。试验结果表明，新的天然气发动机的动力性与原机基本相当，排气污染降低，经济性良好。     

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。