轻型直喷柴油机燃用二甲醚性能和燃烧特性研究

研究了柱塞直径、喷嘴形式、供油提前角、喷嘴伸入汽缸长度、喷油压力、进气涡流比等燃烧系统主要参数对发动机性能的影响，测录了示功图和喷油器针阀升程以及污染物排放，计算了发动机的燃烧特性，并与发动机燃用柴油时进行了对比．发动机性能研究表明：与柴油相比，二甲醚能够提高发动机的热效率，降低ＮＯｘ 排放，实现无烟燃烧．燃烧特性分析结果表明：二甲醚的喷油延迟角大于柴油的喷油延迟角；二甲醚的滞燃期比柴油短，预混燃烧量少，扩散燃烧速度比柴油快．

涡流室柴油机燃烧放热率计算方法的研究

本文评述了涡流室柴油机燃烧放热率计算方法的研究进展,较详细地分析了连接通道流量系数对放热率的计算方法发展和计算精度的影响,建立了包括瞬时通道流量系数和具有多种燃料计算功能的放热率计算模型,并给出了柴油机分别燃用柴油和甲醇的计算实例.本文编制的计算程序具有较高的计算精度和更广的适用范围.

美国威斯康辛大学研究生培养工作的调查报告

美国威斯康辛-麦迪逊大学是美国一所历史悠久、教学质量较高的州立大学,1880年起开始培养研究生,1904年正式成立研究生院。笔者在该校进修期间就该校工学院研究生培养情况作了一些调查,现整理出来,希望对我们的研究生培养工作有所帮助,由于掌握材料不多,难免有以偏概全之处。 (一) 基本情况威斯康辛大学工学院有8个系以及若干个多学科研究机构培养研研生。

中韩汽车工程专家会聚西安交大

由中国西安交通大学汽车工程系和韩国汉城KOOKMIN大学共同倡导与组织的2002’第5届中韩双边国际汽车工程会议于2002年10月27日～31日,在西安交通大学召开。该国际会议是由西安交通大学汽车工程系于1998年倡导,至今共举行了5届,依次在西安、仁川、天津、汉城、西安举行,预计第6届将由韩国浦项科技大学举办。双边合作的规模和影响在逐年增长。

汽油机燃用汽油-含氧化合物混合燃料时的燃烧特性研究

根据实测示功图，系统分析了汽油中分别掺混甲醇、乙醇、乙醚含氧燃料时的质量燃烧率和最高爆发压力．计算结果表明：与汽油相比，汽油中掺混乙醚可明显缩短着火延迟期和燃烧持续期，并提高缸内最高爆发压力；掺混醇类燃料的比例较小时，可缩短着火延迟期，并明显缩短燃烧持续期；掺混醇类燃料的比例较大时，将使着火延迟期和燃烧持续期增加；

直喷柴油机燃用二甲醚的试验研究

在直接喷射式柴油机上进行了燃用二甲醚的试验研究，对柱塞有效行程和柱塞直径、供油提前角、喷油压力、进气涡流比、喷嘴型式等燃烧系统主要参数对发动机功率和热效率的影响进行了研究，在燃料供给系统中增加燃油输送泵，消除了气阻，发动机可以在宽广的转速和负荷范围内稳定运行，发动机热效率比原机高３％ 。在优化燃烧系统参数的基础上对示功图和排放的测量及计算表明：二甲醚发动机最高爆发压力、最大压力升高率和 Ｎ Ｏｘ 排放均低于原机，烟度排放为０。试验结果显示了直喷式柴油机燃用二甲醚在降低排放方面的优越性能。

直喷式柴油机燃用二甲醚排放特性的研究

对柴油机燃用二甲醇的排放性能进行了研究，并与燃用柴油时的排放水平进行了对比。结果表明： 发动机转速和平均有效压力对污染物排放有较大影响；与燃用柴油相比，燃用二甲醚可以大幅度降低 ＮＯｘ排放，烟度为０，ＣＯ和未燃ＨＣ排放也有所降低，排放物中甲醛量增加。研究表明二甲醚是柴油机 理想的低排放代用燃料。

直喷式柴油机燃用F-T柴油时的性能与排放

煤通过Fischer-Tropsch(F-T)合成可以获得十六烷值高、硫和芳香烃含量极低的F-T柴油。在一台未作改动的单缸直喷式柴油机上对燃用F-T柴油时发动机的性能和排放进行了研究。结果表明,在相同工况下与燃用常规柴油相比,燃用F-T柴油时的滞燃期较短,预混燃烧放热峰值较低,扩散燃烧放热峰值较高,最高燃烧压力略低,最大压力升高率显著下降,燃油消耗率和热效率都得到了改善。燃用F-T柴油可同时降低CO、HC、NOx和碳烟排放,其中NOx和碳烟排放分别平均降低了16.7%和40.3%。研究表明F-T柴油是柴油机优秀的清洁代用燃料。

脉宽调制保持电磁阀驱动参数的研究

通过试验对脉宽调制(PWM)保持电磁阀驱动参数进行了深入的研究.结果表明提高PWM频率可以降低电磁阀线圈的保持电流波动,但如果PWM频率过高,则电路电磁干扰也越严重,对PWM频率进行优化,可以同时减小电磁阀线圈保持电流波动和电磁干扰;PWM占空比决定了电磁阀线圈的平衡保持电流,在保证电磁阀可靠吸合的情况下,应该采用小的PWM占空比;延迟时间决定了电磁阀线圈的初始保持电流的大小,对延迟时间进行优化,可使其产生的电磁阀线圈的初始保持电流等于所采用PWM占空比对应的电磁阀线圈的平衡保持电流;同一平衡保持电流可以通过采用不同的低压电源电压和PWM占空比实现;提高高压电源电压可以缩短电磁阀的响应时间.

清洁燃料F-T柴油在柴油机中应用的研究

煤和含碳资源通过F-T合成可以获得十六烷值高、硫和芳香烃含量极低的F-T柴油.综述了F-T柴油的特性及其对排放的影响,并就F-T柴油和常规柴油在柴油机中的燃烧和排放特性进行了比较.与常规柴油相比:F-T柴油的滞燃期缩短了约14%～30%,预混燃烧放热峰值较低,最高燃烧压力略低,法规排放和非法规有毒排放都得到了大幅度降低,其中NOx和PM分别平均降低了13%和26%.因此,F-T柴油是一种优秀的清洁代用燃料.最后指出了F-T柴油在发动机中应用时在润滑性能、低温性能和与浸油弹性体兼容性等方面存在的问题,并探讨了解决途径.

缸内直喷周向分层燃烧系统燃用醇类燃料的试验研究

介绍了在一台采用火花助燃、缸内直喷、周向分层充量的柴油机上燃用甲醇和乙醇的试验研究结 果；分析了油束的分布、油束在燃烧室中与火花塞的相对位置、火花塞间隙和喷油定时等主要参数对发 动机性能的影响。当以上参数经过优化后，发动机能在广阔的转速和负荷范围内稳定运转。同时测量与 分析了发动机燃用醇类燃料时的性能，并与原柴油机的性能作了比较。

F-T柴油对直喷式柴油机燃烧和排放的影响

在两种不同供油提前角下研究了燃用F-T柴油对直喷式柴油机燃烧和排放特性的影响,结果表明:发动机不做任何调整时,与0号柴油相比,燃用F-T柴油的滞燃期较短,预混燃烧放热峰值较低,扩散燃烧放热峰值较高,最高燃烧压力和最大压力升高率较低,燃油消耗率和热效率都得到了改善,HC、CO、NOx和碳烟排放同时降低。当供油提前角推迟3℃A时,燃用F-T柴油燃烧持续期明显缩短,预混燃烧放热峰值、最高燃烧压力和最大压力升高率进一步降低,扩散燃烧放热峰值略有升高,燃油消耗率变化不大,NOx排放进一步降低, HC、CO和碳烟略有增加,其中HC排放与原柴油机相当,而CO和碳烟仍远低于原柴油机。

冷EGR对DME PCCI-DI发动机燃烧和排放特性影响的试验研究

PCCI-DI是一种部分预混充量压缩着火和燃料直接喷射燃烧的组合工作方式,可有效降低发动机的NOx排放,但其在高负荷工作时易受到爆震影响,导致发动机功率下降,排放恶化。为此,开展了冷EGR对DME PCCI-DI发动机燃烧和排放特性影响的试验研究。结果表明:随着EGR率的增加,缸内最高燃烧压力下降,主燃烧期推迟并略有延长,NOx排放下降,但较大的EGR率会导致PCCI-DI发动机HC和CO排放迅速升高。采用冷EGR在一定程度上可以改善PCCI-DI发动机的燃烧过程,拓宽发动机的工作范围。

F-T柴油在直喷式柴油机中燃烧与排放特性的研究

煤通过FischerTropsch(FT)合成可得到十六烷值高、硫和芳香烃质量分数极低的FT柴油。研究分析了未作改动的单缸直喷式柴油机燃用FT柴油时的燃烧和排放特性。结果表明,与燃用0号柴油相比,燃用FT柴油时的滞燃期平均缩短18.7%,预混燃烧放热峰值降低26.8%,扩散燃烧放热峰值较高,燃烧持续期相当。燃用FT柴油时的最高燃烧压力略低,最大压力升高率显著下降,机械损失和燃烧噪音较小,燃油消耗率和热效率都得到显著改善。燃用FT柴油可同时降低CO、HC、NOx和炭烟排放,其中NOx和炭烟分别平均降低16.7%和40.3%。研究表明,FT柴油是柴油机良好的清洁代用燃料。

二甲醚发动机采用PCCI-DI燃烧方式的研究

开展了DME PCCI-DI发动机燃烧和排放特性的试验研究,并与DME HCCI发动机的性能进行了对比。结果表明:DME PCCI-DI发动机的输出功率在一定程度仍然受到均质浓混合气燃烧爆震的限制,但发动机的功率输出较DME HCCI发动机有较大的提高。HCCI发动机的NOx的排放能维持在非常低的水平,但其HC和CO排放远高于DME PCCI-DI发动机,且其只能在很窄的范围内工作。由于DME PCCI-DI发动机具有一定的预混燃烧量,从而使扩散燃烧速率加快,是一种具有最高爆发压力较小、压力升高率较低以及低燃烧噪声的一种燃烧模式。在目前HCCI发动机没有完全成熟的条件下,PCCI-DI模式是兼顾HCCI燃烧优点,拓宽HCCI发动机运转范围的较为合理的一种燃烧模式。

冷起动和怠速时火花点火发动机缸内未燃碳氢生成过程的研究

为了更好地弄清起动和怠速时发动机缸内未燃碳氢生成过程以及顶岸间隙和油膜对缸内未燃碳氢的影响，测量了起动和怠速过程活塞顶岸壁面和缸套壁面温度。根据测量结果，预测了起动过程顶岸间隙和壁面油膜处未燃碳氢生成量，发现顶岸和缸套壁温在发动机起动后（１５０～２００）ｓ时达到其稳定状态。起动后顶岸间隙和油膜处生成的碳氢量分别降低至其初始值的２／５和３／４。研究认为：热容量小的活塞能迅速减小顶岸容积和提高其内混合气温度，从而可减少起动期间缸内生成的总未燃碳氢量。

一种新型含氧燃料燃烧与排放性能研究

开展了柴油机燃用柴油／乙二醇单丁醚混合燃料的燃烧与排放性能研究。试验结果表明：在柴油机中加入一定比例的乙二醇单丁醚（NBE），柴油机热效率得到明显提高，着火略有延迟，燃烧速度加快，燃烧持续期缩短。烟度和CO排放大幅度降低。加入159／5～25％NBE时，烟度下降43．9％～759／5，CO排放在高负荷下降46．5％～56％，HC排放也不同程度降低，NOx排放稍有下降。试验结果显示了柴油机燃用乙二醇单丁醚在降低排放方面的优越性。

柴油机燃用F-T柴油与0号柴油混合燃料时的性能与排放

开展了直喷式柴油机燃用F-T柴油与0号柴油混合燃料时性能与排放的研究,试验用燃料为0号柴油、含25%和50%F-T柴油的混合燃料以及100%F-T柴油。结果表明,在相同工况下,随着混合燃料中F-T柴油比例的增加,滞燃期缩短,预混燃烧放热峰值降低,扩散燃烧放热峰值增大,最高燃烧压力略微降低,发动机的燃油消耗率和有效热效率得到改善。在负荷特性上,发动机的CO_2、HC、CO、NO_x和碳烟排放随着F-T柴油的加入而降低,其中CO和碳烟在中高负荷时降低幅度最为显著。当F-T柴油掺混比例由0增至25%时,碳烟排放降低效果最为明显,此后随着F-T柴油的继续增加,碳烟排放降低幅度减少。

车用柴油机燃用二甲醚的性能研究及行驶试验

在一台车用多缸直喷柴油机上进行了燃用二甲醚的试验研究.结果表明:增大每循环的供油量可使二甲醚发动机的额定转矩超出原柴油机的额定转矩;采用流通截面积较大的喷油器,增加喷油器伸出气缸盖底平面的距离,降低启喷压力,可以提高二甲醚发动机的热效率;与柴油机相比,燃用二甲醚时发动机在全部转速和负荷范围内都可以实现无烟燃烧,且NOx排放下降50%左右,CO和HC排放与柴油机相当.将性能优化后的二甲醚发动机装车进行行驶试验,该车的最高时速(120km/h)和加速性能都达到了原柴油车的水平.试验表明,二甲醚是一种可以替代柴油的理想清洁燃料.

内燃机燃烧分析仪的开发与应用

为了测录内燃机缸内的压力及温度 ,开发了一种内燃机燃烧分析仪 .该分析仪由国产高速数据采集卡及自行开发的控制软件组成 .它不仅能精确设置每度曲轴转角内采样点的个数和采集循环数 ,而且在采集过程中能实时计算和表征内燃机工作过程的压力升高率、平均指示压力、循环变动率、放热率等参数 .经实际使用以及与国外产品相比表明 ,此分析仪具有全中文界面、价格低、操作简单、使用维护方便、功能便于扩充等优点 .