二甲醚与柴油混合燃料发动机燃烧性能试验

在一台四缸柴油机上进行了二甲醚(DME)与柴油混合燃烧试验.在燃料供给系统中附加二甲醚燃料预混合供给系统,二甲醚通过混合器与空气预混合后随空气进入气缸,柴油由原燃油系统供给.研究结果表明:柴油与二甲醚混合燃烧时,随着二甲醚量的增加,燃烧始点提前,二甲醚早燃现象明显,导致发动机工作粗暴,燃烧性能恶化;在二甲醚中加入30%以上的着火抑制剂(LPG),可以有效推迟着火时间,控制燃烧始点.     

甲醇-柴油混合燃料发动机喷雾及燃烧过程的数值模拟

分别建立了纯柴油发动机及甲醇-柴油混合燃料发动机喷雾燃烧过程的多维数值模型,并用试验结果对计算值进行了可行性验证。模拟计算结果表明,在不改动柴油机结构的情况下,掺烧15%的甲醇后,滞燃期变长;喷雾贯穿距离缩短,破碎能力增强,油滴索特平均直径也有所降低,这表明掺烧甲醇后具有较好的喷雾均匀性;燃油浓度场均匀性得到改善,与空气混合效果更好;Soot与NO排放均有明显降低。     

柴油/乙醇燃料发动机缸内燃烧过程的数值模拟

为了研究柴油/乙醇燃料的缸内燃烧过程和污染物生成过程,采用正庚烷、多环芳香烃和NOX生成的化学反应动力学机理表征柴油燃料,柴油简化机理与乙醇简化机理对接后,与三维CFD软件-KIVA进行耦合计算.结果表明,模拟得到的缸内压力曲线与实验值吻合良好;乙醇较高的汽化潜热值使得缸内燃烧温度有所降低,可减少NOX排放;乙醇可以有效提高缸内油-气混合的均匀程度,其含氧特性增加了缸内的氧浓度,使碳烟粒子与氧的碰撞机会增大,抑制了碳烟形成.     

生物制气-柴油双燃料发动机燃烧及排放研究

分析了生物制气的主要成份及热值。由柴油机改制的双燃料发动机，用生物制气作为主要燃料，柴油引燃，测量分析其负荷特性、气缸压力及NO—HC、CO和烟度等废气排放。双燃料发动机与柴油机相比，气缸压力和NOx排放量较低，烟度相当，HC、CO排放量和排温较高。供油提前角提前时，双燃料发动机气缸压力变大、NOx排放量增加、HC和CO排放量减少、排温降低。     

温度对柴油和二甲醚喷射系统性能的影

针对普通油泵—油管—油嘴燃油系统,建立了喷射系统的数学模型。对不同温度下柴油和二甲醚喷射系统性能进行了数值模拟。研究表明：在相同温度下,二甲醚喷嘴压力的上升和下降速率、压力峰值都比柴油低,20℃时二甲醚较柴油下降51.1%,50℃时较柴油下降45.2%,喷射速度和累积喷油量均远低于柴油,针阀开启时刻较柴油明显延后;在最大速度点,20℃和50℃时二甲醚分别较柴油下降38.8%和36.8%。随着温度的升高,柴油和二甲醚的喷嘴压力、喷射速度下降,针阀开启时刻延迟,且柴油的索特平均直径明显减小。     

温度对柴油和二甲醚喷射系统性能的影响

针对普通油泵-油管-油嘴燃油系统,建立了喷射系统的数学模型.对不同温度下柴油和二甲醚喷射系统性能进行了数值模拟.研究表明:在相同温度下,二甲醚喷嘴压力的上升和下降速率、压力峰值都比柴油低,20℃时二甲醚较柴油下降51.1%,50℃时较柴油下降45.2%,喷射速度和累积喷油量均远低于柴油,针阀开启时刻较柴油明显延后;在最大速度点,20℃和50℃时二甲醚分别较柴油下降38.8%和36.8%.随着温度的升高,柴油和二甲醚的喷嘴压力、喷射速度下降,针阀开启时刻延迟,且柴油的索特平均直径明显减小.     

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。     

小缸径直喷柴油机喷雾与燃烧三维数值模拟

应用CFD软件对一台小缸径增压中冷柴油机进行了喷雾燃烧数值模拟,得到了详细的喷雾发展形态、燃油浓度分布和燃烧过程温度场、有害排放物分布等重要信息,为燃烧室结构优化设计和与油嘴匹配奠定基础。计算结果表明,计算示功图与实测值吻合较好;喷油阶段,油束存在碰壁现象,燃烧室凹坑底部燃油浓度较高;随着活塞下行,锥台与凹坑连接处空气运动较弱,燃油浓度较高,同时NOx与Soot生成与混合气浓度、空气运动、温度有密切联系。     

矿物柴油和生物柴油混合燃料对农用拖拉机发动机性能和排放的影响

能源消耗的快速增长将人的目光转向对发现替代能源的需求,这些替代能源将适应现有的发动机结构,并满足与可再生性、环保和使用可靠性相关的额外标准.     

乙醇、乙二醇二甲醚与柴油混合燃料排放特性研究

提出了将乙二醇二甲醚作为乙醇柴油燃料的一种组成成分,利用乙二醇二甲醚好的发火性来改善乙醇柴油燃料差的发火性。试验表明乙二醇二甲醚与乙醇、柴油互溶,具有较好的稳定性。对三种比例混合燃料测试了柴油机在主要工况下的性能与排放特性,得出乙二醇二甲醚加入量以E20为最佳,此时,烟度降低了约80%,NOx略有增加,燃油消耗率略有下降。此外考察了随着十六烷值的变化对混合燃料的排放特性的影响,得出随着十六烷值的增加,NOx排放逐渐增加,对烟度和经济性存在一个最佳值。     

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%。     

LPG/柴油双燃料发动机性能试验

通过加装液化石油气(LPG)供给系统和设计LPG电控多点喷射系统,对295T型直喷柴油发动机进行了改装,并在相同条件下,以改装后的发动机为试验装置,分别燃用柴油和LPG/柴油双燃料进行了台架性能试验.试验结果表明:LPG/柴油双燃料发动机的动力性能比原机动力性能有较大幅度提高,经济性能明显改善.LPG/柴油双燃料发动机的排放性能与原机相比:NOx排放量有一定减少;CO排放量和原机接近;HC排放量在低负荷阶段增加较多,而在高负荷阶段接近.     

柴油机燃烧过程及NOx排放的试验研究

测量分析柴油机气缸压力、负荷特性、NOx、HC、CO和烟度等废气排放,并测量分析了供油提前角对动力性、经济性及排放的影响.试验结果表明:供油提前角提前时,柴油机气缸压力增加,NOx增加;负荷增加时,NOx排放浓度增加;但NOx比排放除了在小负荷时较大外,在中等及大负荷时基本保持不变.     

多级喷射对柴油机燃烧与NO_x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%。     

车用柴油机Urea-SCR系统降低NO_x的试验研究

首先介绍了Urea-SCR系统的工作原理及其构造;然后在发动机台架上对装有SCR后处理系统的国Ⅳ柴油机进行了相关的试验研究。稳态循环ESC试验结果表明,利用开环控制策略下的SCR技术能使NOx排放降低率达到65%以上。同时对尿素与燃油的消耗量以及氨气的泄露情况分别进行了比较和分析,试验表明,本套SCR系统消耗的尿素水溶液仅占燃油的5.8%,即柴油车运行100 km大约消耗2.5 L尿素溶液,且系统氨的排放小于10×10-6。     

柴油机燃用柴油/乙醇混合燃料的燃烧与排放特性

用醇类燃料作为石油的替代燃料是我国解决能源问题的一个重要途径.为此,重点研究了掺混10%和15%两种不同比例乙醇的乙醇柴油混合燃料的主要理化特性,对燃用多种比例乙醇/柴油的柴油机燃烧与排放特性进行了试验研究.试验结果表明:混合燃料燃油消耗率较高,对经济性影响不大,加入十六烷改进剂后,CO和NOX排放量进一步降低,但总碳氢排放量进一步升高.     

某型农用柴油机NO_x生成的模拟计算

应用商用FLUENT软件建立了柴油机工作过程的计算模型,计算得到了不同曲轴转角下缸内温度场和NOx浓度场的分布情况。分析结果表明:压缩过程中,缸内温度在壁面处有较大梯度。在燃油喷出后燃烧开始前,油束外部与内部的温差较大,在喷油嘴附近形成高温区域。在急速燃烧阶段,燃烧区域主要集中在柴油油束的外围;燃烧后期,主要燃烧区域是近壁面区域。NOx浓度高的区域集中在高温富氧的区域;NOx总量的变化规律先是持续增加,然后下降,最后保持不变。     

O2/CO2环境下柴油机燃烧特性数值模拟

为了突破柴油机NOx-Soot折中曲线的束缚,提出基于O2/CO2环境的柴油机燃烧新模式,运用AVL-FIRE软件对发动机缸内压力、温度场分布及整机动力性能进行数值模拟,分析不同参数对柴油机燃烧特性的影响,从而获得最佳的O2/CO2摩尔百分比,最后在光学发动机上对典型曲轴转角时刻缸内燃烧过程进行了可视化研究。仿真结果表明,当供油提前角不变时,O2低于50%时,缸内柴油无法着火燃烧;O2为65%、CO2为35%是该方案中的最佳参数组合;当改变供油提前角时,O2为50%、CO2为50%是该方案中的最佳参数组合。光学可视化试验表明,O2/CO2环境的最大压力升高率时刻、最大放热率时刻缸内平均温度均低于正常空气时,而最大爆发压力时刻的缸内平均温度略高于正常空气时;和正常空气相比,O2/CO2环境的主燃烧期扩散燃烧速率提高约37.6%。     

某LNG/柴油双燃料发动机排放性测试应用研究

为了减少汽车尾气排放造成的大气污染,以某柴油发动机为母机开发LNG/柴油双燃料发动机,搭建发动机试验台架,对改装后发动机进行排放性测试,利用最小二乘法对试验结果分析得出,改装后发动机各项排放指标均优于原柴油发动机,为今后双燃料发动机在商用汽车上的应用提供一定的参考.     

柴油机燃用乳化柴油的排放特性

对Gardner单缸和Ford四缸两种柴油机燃用含水量为10%容积比的乳化柴油与纯柴油油进行对比试验,以检验柴油掺水乳化燃烧对柴油机排放性能的影响.试验结果表明,柴油机燃用乳化柴油能有效地降低NO_x排放浓度,并对烟度排放亦有一定的抑制作用.