柴油机燃用生物柴油的经济性和排放特性

在一台电控高压共轨增压中冷柴油机上进行了燃用B10,B20和B30等3种掺混比例的黄连木籽生物柴油与纯柴油的经济性和排放特性试验。试验发现,在相同转速下,柴油机的燃油消耗率随负荷的增加而降低。2000 r/min时,生物柴油在中小负荷的燃油消耗率略低于柴油;大负荷时,4种燃料的燃油消耗率相当;随着负荷的增大,柴油机的CO和THC排放降低,NOx升高;相同工况下,生物柴油的NOx排放与生物柴油相当,无明显变化。由此可见,高压共轨柴油机燃用黄连木籽生物柴油可以在NOx排放基本不升高的前提下降低CO和THC的排放。     

高压共轨柴油机定转速柔性控制策略研究

为实现高压共轨柴油机定转速运行,从控制技术上对高压共轨柴油机进行了研究,采用了先进的区间调速技术,并对经典PID控制算法进行合理改进,使得定转速控制策略具有柔性特点,进而开发出高压共轨柴油机定转速柔性控制策略.经多组发动机台架调试试验证明,该控制策略能够实现定转速控制.     

柴油机燃烧噪声增压影响机理试验分析

研究了直喷式柴油机增压对燃烧噪声的影响机理.通过测量稳态和恒转矩增转速瞬态工况增压前后影响燃烧噪声的参数,得出增压前后柴油机燃烧噪声的变化规律.从燃烧室壁面温度、气体动力载荷和压力高频振荡等方面对试验结果进行分析.结果表明:增压后燃烧噪声降低,增压对稳态工况燃烧噪声的降低比对恒转矩增转速瞬态工况更明显,增压在中速中负荷工况下,对燃烧噪声的控制效果较好.     

双燃料发动机燃烧噪声特性及影响因素分析

从时域和频域两方面综合评价双燃料发动机的燃烧噪声,分析转速、负荷、供油提前角以及生物质气替代率等因素对燃烧噪声的影响,并与柴油机的相关数据进行比较,结果表明:在21℃A供油提前角时,转速对整个频率范围内气缸压力级的影响较小,在相同转速下随负荷的增加,生物质气替代率下降,燃烧总声压级普遍增大;而当供油提前角增大至24℃A时,两种机型的气缸压力级频谱曲线变化强烈,转速的增大使其在高频范围内呈振荡式发展,负荷的增加使其在低、中频范围内增大.     

高压共轨柴油机喷油控制策略研究

通过对高压共轨柴油机喷油控制的需求分析,发现在转速突变时进气系统具有明显的迟滞性,这种迟滞性表现为进气增量跟不上喷油增量,所设计的转速变化主喷油量修正算法能够重新修正原喷油量,以获得合理的空燃比,改善燃烧过程。多次喷射会造成轨压波动,经过多次喷射轨压波动油量修正算法对喷油量脉宽进行预修正,可以提高喷油执行精度。利用ETAS公司的ASCET建模软件工具和自主开发的ECU电路板,在YN33CR型高压共轨柴油机上进行了台架试验。试验结果表明:该喷油控制策略符合预期效果,能够有效改善喷油控制。     

国Ⅴ经济型高压共轨柴油机起动工况试验研究

本文对国Ⅴ经济型高压共轨柴油机起动工况进行了研究,使用FSA740发动机分析仪对匹配经济性高压共轨系统的JX493QL柴油机起动过程的四个阶段进行了试验。获得了满足国Ⅴ排放要求的经济型高压共轨系统起动工况最小供油转速,喷油器开启压力,油量随温度变化的修正数据和自持过程的控制策略。     

乙醇/柴油混合燃料燃烧过程数值模拟

利用CFD分析软件AVL FIRE对高压共轨柴油机燃用柴油乙醇混合燃料的燃烧过程进行模拟,通过建立三维仿真模型研究发动机燃用不同掺比燃料的燃烧特性,并对模型的准确性进行了验证。计算了乙醇掺比对发动机燃烧过程中缸内压力、累积放热量及放热率等的影响;模拟出了不同配比混合燃料下高压共轨柴油机的各方面的性能。模拟结果得出:在中高负荷下,乙醇的低十六烷值、高汽化潜热值和含氧对发动机燃烧过程中的缸内压力和放热率的影响较大,发动机燃用E10具有最佳的动力性和经济性。     

高压共轨式柴油发动机电控系统故障分析

<正>柴油机是农业机械的重要动力组成,在我国农业设备中占有重要的地位。高压共轨柴油机是柴油机领域的最新研究成果,相比传统柴油机,采用高压共轨技术可使柴油机在不同工况下都可以达到最佳燃烧状态,显著地改进了柴油机的经济性与噪音。本文通过试验对长城哈佛GW2.8TC高压共轨式柴油发动机由电控系统引起的故障进行了分析,并详细介绍了主要传感器及执行器的检测方法。     

柴油机上低混合比生物柴油性能对比试验研究

对4种不同体积比配制的生物柴油混合燃料在柴油机上进行了性能对比试验,分析了在不同转速和负荷下柴油机燃用不同掺混比混合燃料的动力性、经济性和排放特性。试验结果表明:发动机燃用B10时动力性在大多数转速时高于B0,燃用B20及B30时动力性与B0相当。随着生物柴油添加比例的增大,发动机有效燃油消耗率增大,但发动机燃烧有效热效率有所改善。在不做任何调整的情况下,随着掺烧生物柴油比例的增加,柴油机的烟度、HC有较大幅度的下降;NOx排放在中小负荷与原柴油机相当,但大多数工况时NOx排放则随着生物柴油添加比例的增大而减小;CO在中低负荷时混合燃料排放大于原柴油,高负荷时基本一致。     

EGR率和预喷时刻对柴油机NO_x和CO排放的影响

选用某四缸电控高压共轨柴油机进行试验,研究不同EGR率和预喷提前角对柴油机NO_x和CO排放量的影响。在测试转速2 500 r/min、扭矩100 N·m工况下,EGR率分别为0%、50%、60%和70%,预喷提前角分别为上止点前10°、20°、30°和40°时,对NO_x和CO的排放量进行了测量。结果表明:当预喷提前角相同时,NO_x和CO排放量均随EGR率的增大而减小。当EGR率相同时,CO排放量随预喷提前角的增大开始缓慢变化,然后迅速增大;NO_x排放量随着预喷提前角的增大开始变化不大,然后迅速减小,再缓慢变化。     

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。     

增压柴油机文丘里管式EGR性能试验与评估

以某V型增压柴油机为研究对象,选定原机额定工况为设计工况点,设计并搭配了文丘里管式高压废气再循环(Exhaust gas re-circulation,EGR)系统。通过试验研究了不同工况下、不同EGR率对柴油机燃烧与排放性能的影响,在此基础上,针对不同工况下的EGR性能评估及最佳EGR率的确定问题,提出了一种基于灰关联分析优化的多目标灰色决策评估方法。试验结果表明,利用文丘里管可以达到废气的引射要求,能够有效改善柴油机的排放性能。当EGR率升至8%左右时,所有工况点的NOx均能降低25%左右,但烟度及油耗小幅增长;同转速下,柴油机在高负荷、高EGR率时烟度排放量更高,NOx的排放量基本随着EGR率的升高而直线降低;通过优化评估方法可以获得各工况的最佳EGR率,柴油机在低转速工况时,小EGR率获得了更高的综合评估值,因此宜采用小EGR率;随着转速提升,较高EGR率获得更高的评估值;当柴油机转速过高时,过高的EGR率取得的评估值反而下降,因此不宜采取过高EGR率。     

喷油器参数对直喷柴油机喷油及燃烧过程的影响研究

利用CFD软件对1115型柴油机在采用不同喷油器参数时的喷油及燃烧过程进行数值模拟,并分析了不同情况下的柴油机缸内燃油浓度场、示功图,排放等。结果表明:随着喷油器孔数增加、孔径减小,油柱破碎时间缩短,燃油蒸发雾化速度加快,空气利用率提高;油束贯穿距离下降,燃油碰壁现象减弱,燃烧室壁面附近的燃油量减少;油气混合速度提高,滞燃期内形成的可燃混合气量增加,燃油燃烧速率和压力升高率上升,碳烟排放量下降,但发动机零部件机械负荷和燃烧噪声增加、NOx排放量上升。     

生物制气-柴油双燃料发电机组噪声测量分析

用内燃机简易工程测量法对由南通柴油机厂2135AD发电用柴油机改装成的生物制气-柴油双燃料发电机组工作过程中进行了噪声测试分析,在标定工况下对双燃料发电机组进行了1/3倍频程噪声频谱分析,并与柴油发电机组进行了对比分析。结果表明:在生物制气对柴油的替代率最大时,双燃料发电机组的噪声要高于原机,且负荷增大,差距减小;发电机组的主要噪声为发动机的噪声,而发动机噪声中,进气噪声影响最大;在低频段,原机噪声较高,在高频段,双燃料发电机组噪声较高。     

供油系统对二甲醚发动机燃烧循环变动的影响

通过采集分析二甲醚发动机示功图,试验研究了喷射系统参数和低压供油系统参数对二甲醚发动机燃烧循环变动的影响.结果表明:增大喷孔直径可以减小燃烧循环变动,高速时喷孔直径对燃烧循环变动的影响较低速时更显著;增大喷油器的开启压力,低速时燃烧循环变动增大,高速时则反之;发动机负荷增加,燃烧循环变动减弱;供油提前角从BTDC 6°CA提前到BTDC 13°CA后,燃烧循环变动系数呈先增大后减小的趋势;增加低压供油系统储能器的体积可以有效控制燃烧循环变动.     

甲醇-柴油混合燃料的燃烧特性研究

通过试验研究,分析了小比例甲醇-柴油混合燃料对直喷式柴油机燃烧特性的影响。结果表明:在相同的平均有效压力和转速下,相比于纯柴油,甲醇-柴油混合燃料滞燃期延长,燃烧持续期缩短,缸内最大爆发压力、最大压力升高率及最高平均燃烧温度上升;甲醇-柴油混合燃料与纯柴油放热规律相似,最大瞬时放热率比纯柴油大,且峰值所对应的时刻滞后;混合燃料预混燃烧部分比柴油略大,燃烧放热重心向上止点后偏移。     

变海拔柴油机可变喷嘴增压系统控制策略研究

根据柴油机的变海拔性能恢复目标,通过热力学分析,对某V型6缸柴油机增压系统运行参数进行估算,确定了可变喷嘴式的增压系统方案,并选择了合适的匹配点,完成了涡轮增压器的选配。基于原机结构参数,采用GT-Power软件建立了性能仿真模型并完成了校核,分别计算了匹配可变喷嘴增压系统的柴油机外特性和部分负荷的变海拔性能,最终确定了增压系统的全工况控制策略。研究结果表明:在外特性工况下,基于高海拔匹配的增压系统通过采用较小的喷嘴环开度可以满足增压系统的功耗需求,实现柴油机的变海拔功率恢复目标;随着海拔的降低,增压系统可以根据进气功耗的变化适当增大喷嘴环开度来实现增压系统变海拔控制目标,同时,保证柴油机的正常运行;在全工况范围内,随着海拔的上升,柴油机对应工况点的喷嘴环开度逐渐减小,在3 000 m以上海拔的高负荷工况采用最小喷嘴环开度。随着负荷的降低,最低燃油消耗运行点从低海拔低转速区偏移至高海拔低转速区。