柴油机排放颗粒物的热重特性分析

为了解不同粒径颗粒物在特定氛围下的氧化特性,该文利用MOUDI采样器收集到的柴油机颗粒物,在纯N2及纯O2环境下,对0.18～0.32、0.32～0.56、0.56～1.00和1.00～1.80 μm 4个粒径级颗粒分别进行热重分析试验。结果表明,随着粒径级的增大,颗粒物中水分和SOF（soluble organic fraction）的含量下降,而干碳烟（soot）和无机盐的含量增加。在纯N2氛围下,颗粒在SOF挥发阶段随着颗粒物粒径级减小,其SOF含量和失重峰值速率随之增加;但在soot热解阶段不同粒径级的失重速率趋同。程序升温终了时,各粒径级颗粒的热重曲线在纯N2氛围下缓滞停在不同位置,而在纯O2氛围下则渐趋归一。随着颗粒物粒径级的减小,热重曲线呈下降趋势,颗粒越细则越易升温（氧化）失重;而在纯O2氛围下,各粒径级在SOF挥发阶段表现出与纯N2氛围下一致的规律但失重速率峰值明显增加。在soot热解阶段,随着颗粒物粒度减小,比表面积增加使其吸附氧的能力增加,发生化学反应的活性增大,颗粒氧化的起燃温度降低,且起燃时刻对应的失重速率增加;各粒径级颗粒物的失重速率峰值出现在600～640℃之间,随着颗粒物粒径增大其soot所占含量随之增多,热解失重速率峰值亦显著增加。研究结果可为颗粒物处理的技术措施提供基础物性数据,有助于推动颗粒物处理装置的改进和优化。     

基于数值模拟的汽油机扫气过程优化

采用流体动力学模型对二冲程汽油机扫气过程进行三维瞬态数值模拟,讨论气缸内主要结构参数对扫气过程的影响,以达到优化扫气过程的目的。分析发现,扫气口开启角度、排气口开启角度和扫气口圆周角对充量系数影响较大,随着这3个量的增加,充量系数下降,扫气效果变差,导致功率下降;同时随着排气口开启角度的增加,逃逸比迅速减小,有利于排放。在三维瞬态分析的基础上提出优化方案：扫气口开启角度为123.1°CA,排气口开启角度为112.1°CA,扫气口圆周角为72.5°。试验结果表明改进方案功率增加了22.4%,HC排放降低了55.1%。应用数值模拟,可以有效地优化汽油机的扫气过程。     

生物柴油的低温流动特性及其改善

使用气-质联用仪和低温性能测试仪,运用溶液结晶原理和电子效应理论研究生物柴油的低温流动性。依据生物柴油的结晶机理,提出并验证了与石油柴油调合、添加低温流动性改进剂和结晶分馏3种措施改善生物柴油的低温流动性。研究表明：棕榈油生物柴油和-10号柴油的冷滤点分别为8和-7℃。与-10号柴油调合,调合油的冷滤点最低降到-12℃;棕榈油生物柴油调合体积分数为5%～20%时能形成最低共熔物,冷滤点为-12℃。添加低温流动性改进剂,棕榈油生物柴油的冷滤点最低降到2℃。结晶分馏,棕榈油生物柴油的冷滤点降到0℃,得率为68.2%。该研究为寒冷地区使用生物柴油提供技术支持。     

钼基催化剂活性特征及其催化柴油机碳烟氧化特性

为探究钼基催化剂的表面活性相结构,采用浸渍法制备了不同钼负载量纳米级MoO3/TiO2催化剂,通过比表面积分析仪(BET,brunner-emmet-teller)、傅里叶红外光谱分析(FT-IR,fourier transform infrared spectrometer)、X射线衍射仪(XRD,X-ray diffractomer)以及扫描电镜(SEM,scanning electron microscope)对催化剂的物化特性进行了表征。同时,为探究钼基催化剂改善碳烟催化氧化特性,以Printex-U碳黑作为实际发动机颗粒的替代物,利用热重分析法探究钼基催化剂对碳烟的催化氧化特性,并基于Starink法定量表征碳烟催化氧化反应过程。结果表明:较低钼负载量时,活性组分MoO3主要以非晶态或小晶态存在。当负载量超过10%时,催化剂表面开始出现正交晶系MoO3结晶区,所有样品均以稳定的钼氧双键形态存在在松接触状态下,具有低熔点性质的MoO3仍表现出良好的催化效果。随着MoO3/TiO2催化剂上钼负载量的增加,碳烟氧化特征温度随之降低,催化剂活性呈递增趋势,其并未受阈值效应与比表面积的制约,仅与活性组分MoO3含量呈正比关系。催化剂Mo∶Ti质量比为40∶60表现出最高的催化活性,与无催化剂状态相比,此时催化剂碳烟的起燃温度、峰值温度、燃尽温度分别降低了约84.4、122.6和122.7℃。Starink法热力学分析得到催化剂活性序列为无催化剂Mo∶Ti(质量比为5∶95)Mo∶Ti(质量比为10∶90)Mo∶Ti(质量比为20∶80)Mo∶Ti(质量比为40∶60)。因此,负载型钼基催化剂的催化活性随其质量负载量的增加而增加。     

LPG-柴油双燃料发动机电控喷气系统设计

介绍了LPG-柴油双燃料发动机电控喷气系统的硬件系统、软件系统及实时监控系统的没计。以P87C552单片机为控制单元的核心，采用高速开关型数字电磁阀作为执行元件，采用实时多任务的控制软件没计方法，建立发动机管理系统。以LR6105柴油机为样机，进行电控LPG一柴油发动机的改装试验。结果表明：该控制系统能够对掺烧LPG量进行精确控制，使得改装后发动机的碳烟排放大幅度降低，同时又可兼顾HC、CO排放在法规允许范围内。     

甲醇-调合生物柴油燃烧及排放微粒粒径分布特性试验

为了探究调合生物柴油掺烧甲醇对柴油机燃烧特性及微粒粒径分布的影响,该文利用燃烧分析仪及EEPS 3090型微粒粒径测试系统研究了柴油机燃用甲醇-调合生物柴油微乳化燃料的燃烧过程及微粒数量浓度分布特性。试验结果表明,与燃用调合生物柴油相比,柴油机掺烧甲醇后缸内燃烧压力、压力升高率以及放热率曲线均后移,压力升高率峰值及放热率峰值均增加;当柴油机处于低负荷时,排气中的微粒粒径均处于6~22 nm之间,呈现核态;在高负荷时,微粒粒径处于6~275 nm之间,主要呈现积聚态,且数量浓度呈单峰正态分布。随着甲醇添加比例的增加,核态微粒比例上升,积聚态微粒比例下降,且排气中微粒的总数下降。研究结果为甲醇-生物柴油混合燃料的燃烧及微粒排放控制提供了参考。     

生物柴油发动机燃烧火焰与放热过程特性研究

为研究生物柴油与柴油燃烧及放热过程的差异,应用高速摄影采集了柴油机燃用豆油甲酯和柴油的缸内燃烧火焰图像,实测了缸内压力示功图.以直接的火焰辉度图像结合放热规律分析,揭示了生物柴油和柴油缸内燃烧的历程.在未调整发动机燃烧系统参数的前提下,生物柴油因弹性模量大和十六烷值高的综合贡献,使着火时刻较柴油提前1.5°CA,其中生物柴油开始喷油时刻较柴油提前0.7°CA;在速燃期生物柴油燃烧火焰最亮辉度和持续时间均低于柴油.在燃烧的最后阶段,没有明显火焰的化学反应释放出的热量仅占2％ ～3％.     

混合动力汽车动力总成试验台测控系统

设计了汽车动力总成试验台架:采用2台负载电动机安装在差速器两端模拟行驶阻力,1台驱动电动机模拟内燃机驱动动力传动系.应用LabVIEW软件开发台架测控软件,对动力传动系主控制器CAN信息和基于MODBUS和USS协议的台架电气传动系统串口信号进行实时同步采集与监控.系统集多种通讯协议于统一平台,具有良好的可移植性和可扩展性.将试验台架应用于ISG型混合动力总成系统可靠性试验和电磁耦合动力合成箱关键部件性能测试以及工况模拟试验,可为其控制策略制定、参数优化提供有价值的参考.