不同海拔下氢气/柴油双燃料发动机燃烧与排放特性研究

基于大气模拟综合测试系统,模拟0 m、1 000 m和2 000 m海拔的大气压,对不同海拔下氢气/柴油双燃料发动机燃烧与排放特性进行研究。研究结果表明:不同海拔下,随着氢气替代率增加,预混合燃烧增强,缸内燃烧速度加快,缸压峰值升高,其对应相位提前;碳烟和CO排放先下降后上升,NO_(x)排放增加,CO_(2)排放减少。随着海拔上升,过量空气系数减小,有效热效率降低。转速为1 600 r/min时,随着海拔高度升高,预混合燃烧减弱,发动机缸压峰值下降,其对应相位推迟;CO排放最低时,与0 m海拔比较,海拔上升至1 000 m、2 000 m,碳烟排放分别增加44.44%和127.78%,CO排放增加8.95%和16.86%,CO_(2)排放增加4.34%和16.86%,碳烟和CO_(2)排放增幅随海拔增加而上升。转速为3 000 r/min时,随着海拔高度上升,缸压峰值略有升高,缸压峰值对应相位提前,预混合燃烧增强;碳烟、NO_(x)、CO和CO_(2)排放升高,排放增幅随海拔升高而增大。与海拔0 m比较,当碳烟排放最低时,海拔上升至1 000 m、2 000 m,碳烟排放分别升高18.67%和56.04%,NO_(x)排放分别上升14.78%和38.40%,CO_(2)排放分别升高7.29%和15.80%;CO排放最低时,海拔上升至1 000 m、2 000 m,CO排放分别上升24.53%和62.87%。

极寒条件下含氧燃料对柴油机冷起动特性的影响

针对柴油机存在低温冷起动困难甚至无法起动的问题,基于起动/发电机集成一体化技术柴油机,在高原低温发动机冷起动试验舱,研究-50号柴油A0(氧质量分数为0%)、A1(氧质量分数为2.05%)和A2(氧质量分数为4.40%)燃料在-43℃下对柴油机冷起动过程的影响和燃烧特性分析.结果表明:相比A0纯柴油,燃用A1、A2含氧燃料起动时间分别缩短了36.64%和42.71%;起动累计油量分别降低47.8%和60.6%;怠速运行前60 s内转速波动率分别降低25.3%和43.8%.燃用燃料氧质量分数越高,起动燃烧首循环的缸内压力、燃烧放热率、缸内燃烧温度和缸内压力升高率峰值越高,且燃烧重心前移,燃烧持续期越短;起动转速上升过程循环数越少,平均最大缸内压力越大,起动过程燃烧稳定性越好.

不同海拔下柴油机燃用不同比例生物柴油的碳烟形成历程

基于不同海拔下某农用柴油机燃用生物柴油-柴油混合燃料的试验数据,建立柴油机生物柴油-柴油混合燃料时缸内燃烧的三维仿真模型。利用该模型研究不同海拔下柴油机燃用不同比例生物柴油时缸内碳烟的生成与氧化过程。研究结果表明:当柴油机燃用不同比例生物柴油-柴油混合燃料时,随着海拔的升高,碳烟的开始生成始点和峰值对应的时刻有所推后,碳烟的峰值和趋于稳定的终值均随之升高,碳烟从开始生成到趋于稳定所对应的区间延长;随着柴油机燃用生物柴油比例的增大,碳烟生成的始点没有明显的变化规律,碳烟生成速率、缸内峰值以及趋于稳定的终值均随之降低,碳烟从开始生成到趋于稳定所对应的区间缩短。本研究可为高原地区柴油机燃用生物柴油实现高效清洁燃烧提供参考。

基于碳烟粒径分布预测的柴油燃烧机理构建与氧含量影响研究

为预测柴油机碳烟排放的粒径分布,选用90%摩尔分数的正庚烷和10%摩尔分数的甲苯作为柴油替代物,分别构建气相动力学机理和表面动力学机理,并将二者耦合,构建成柴油替代物机理(简称HTS机理),将HTS机理结合矩量法数值模型进行了机理验证,并通过改变进气发动机进气氧的体积分数,进一步研究了氧浓度对碳烟粒径分布的影响。研究结果表明,在滞燃期、层流火焰速度、预混火焰关键组分、预混火焰碳烟粒径分布、柴油机缸压与放热率以及柴油机排放物生成等方面,应用HTS机理计算的模拟值与试验值基本一致。使用HTS机理研究氧浓度对碳烟粒径分布的影响表明:随着氧浓度的增加,碳烟颗粒平均数密度降低、数密度峰值减小、数密度峰值对应的颗粒物直径增大;且小粒径(直径0~50 nm)碳烟的数密度随之降低。

不同大气压力下进/排气节流对SCR性能的影响

为研究进/排气节流对柴油机性能和选择性催化还原(SCR)转化效率的影响,以高压共轨柴油机和氧化催化器(DOC)及SCR组成的后处理系统为研究对象,研究了大气压力为80、90和100 kPa下进/排气节流对柴油机有效燃油消耗率、SCR入口温度和SCR转化效率的影响.结果表明:不同大气压力下,采用进气节流和排气节流均能提高SCR入口温度和改善SCR转化效率,但会导致经济性恶化;进/排气节流程度相同时,进气节流提高SCR入口温度和改善SCR转化效率的效果更好,对经济性影响更小;随着大气压力降低,SCR转化效率增大.因此,综合考虑柴油机经济性和SCR转化效率,建议优先采用进气节流进行柴油机排气热管理;同时,随着大气压力降低,进气压降可适当减小,以提高高原环境下柴油机经济性.

-43℃下多次喷射对柴油机冷起动特性的影响

为了改善极寒条件下柴油机的起动性能和怠速稳定性,基于起动/发电一体式电机拖动柴油机进行-43℃下的冷起动试验,研究了单次、两次(预喷1+主喷)和三次喷射(预喷2+预喷1+主喷)3种喷射方式对柴油机冷起动过程及燃烧特性的影响,分析了不同喷射组合对极寒条件下柴油机冷起动过程的影响规律。研究表明:在-43℃环境温度下,柴油机采用三次喷射时,冷起动性能明显优于单次和两次喷射。随着喷射次数的增加,起动燃烧首循环的缸内压力峰值升高,峰值相位提前,压力升高率和瞬时放热率峰值显著降低,滞燃期缩短;在冷起动过程中,相比单次喷射,两次和三次喷射时倒拖阶段和升速阶段所需时间分别减少9个循环和22个循环,最高燃烧压力升高,循环变动率分别降低37.7%和46.8%,使得起动时间分别缩短0.88 s和2.58 s,起动累积油量分别减少511 mg和1290 mg;在起动后的怠速过程,怠速转速波动率分别降低54.2%和82.2%,随着喷射次数的增加,怠速稳定性显著提高。研究结果可为柴油机极寒条件下冷起动过程的控制和参数标定提供理论依据。

排气氧浓度对柴油机颗粒捕集器主动再生特性的影响

采用进气节流降低排气氧浓度的方式,试验研究了柴油机氧化催化器(diesel oxidation catalyst,DOC)入口氧浓度对柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)主动再生时的入口温升特性、载体峰值温度、有效再生时间和再生过程燃油消耗的影响。结果表明:随着排气氧浓度降低,DPF温升速率增大,入口温度上升时间缩短;在所有氧浓度下,载体峰值温度均出现在DPF轴线后端位置。随着氧浓度降低,载体峰值温度先增后减,最大径向温度梯度先减后增,有效再生时间先缩短后延长,再生过程燃油消耗先减后增。在恒定DPF碳烟负载量和再生温度的前提下,当排气氧体积分数为11.0%时DPF主动再生时间最短,再生过程燃油消耗最少。

不同海拔高度下自然吸气和增压柴油机的燃烧过程

随着海拔的增加 (高于海平面 ) ,大气压力减小 ,导致吸入柴油机气缸内的空气量减少。因此 ,柴油机缸内的压力、温度以及混合气密度相应减小 ,以至于在不同海拔地区运行的自然吸气柴油机和增压柴油机的燃烧过程存在差异。使用内燃机大气模拟综合测量系统对在不同海拔地区运行的柴油机的燃烧过程进行了研究 ,所获得的结论有助于澄清和解决在不同海拔地区运行的柴油机其燃烧过程中某些不清楚的问题。

不同海拔地区下增压中冷柴油机的性能研究

采用微机化大气模拟测控系统对增压中冷柴油机运行在不同海拔地区下的性能进行了大量的专题试验研究,分析比较了不同海拔下的增压中冷柴油机负荷特性、速度特性、万有特性及排放特性的关系。试验结果表明:随着海拔高度的升高,大气压力减小,导致吸入气缸内的空气量减少,缸内吸气终了的温度和压力下降,从而使得增压中冷柴油机的动力性、经济性下降,等有效燃油消耗区明显变窄。

不同海拔下增压中冷柴油机性能和排放的研究

采用内燃机大气模拟综合测控系统深入研究了增压中冷柴油机运行在不同海拔地区的动力性、经济性和排放特性与海拔高度的关系。试验结果表明:随着海拔高度的升高,大气压力减小,导致吸入气缸内的空气量减少,缸内吸气终了的温度和压力下降,从而使得增压中冷柴油机的动力性、经济性下降,等有效燃油消耗区明显变窄,CO、NOx、HC、PM排放浓度升高,而且在不同转速不同工况下CO、NOx、HC、PM排放浓度随海拔高度的变化趋势存在差异。

不同海拔下增压及增压中冷柴油机的燃烧过程

基于自行研制的微机控制内燃机大气模拟综合测控系统,对增压及增压中冷柴油机进行了大气压力对燃烧过程的影响关系及变化规律的试验研究．试验结果表明,随着大气压力减小,导致吸入气缸内的空气量减少,缸内吸气终了时温度和压力下降,从而使得增压及增压中冷柴油机缸内最高燃烧压力下降,燃油消耗率和排气温度升高,而且在不同转速、不同工况下,其下降率不同．

柴油机运行在不同海拔地区的碳烟排放特性

采用微机控制的大气模拟综合测控系统深入研究了柴油机运行在不同海拔地区的排放特性。根据试验结果，分析了运行在不同海拔地区的柴油机碳烟排放特性及其影响因素。所获得的结论有助于解决运行在高原地区的柴油机的碳烟排放问题。

不同海拔地区下的自然吸气柴油机性能研究

采用微机化大气模拟综合测量系统对自然吸气柴油机运行在不同海拔地区下的性能进行了研究。分析和比较了不同海拔下的柴油机负荷特性、速度特性、万有特性以及碳烟排放特性的关系。同时，在不同大气压力下的等过量空气系数条件下，比较了动力性和经济性之间的关系。

应用无量纲分析法对柴油机性能的大气修正

随着海拔变化，大气状态随之变化，导致内燃机性能相应变化。现行内燃机性能的大气修正标准在实际运用中还存在问题。为了深入探求柴油机大气修正的实质性问题，采用内燃机大气模拟综合测控系统，试验研究了不同大气状态下的柴油机性能。建立了一套柴油机运行在不同海拔地区的无量纲分析方法。

乙醇/柴油不同掺醇途径的性能对比

为了对乙醇/柴油混合燃料的应用和研究获取更全面的认识,在增压柴油机上对比了燃用纯柴油时与泵掺法(高压油泵掺醇)、化醇法和蒸气法(进气道掺醇)对排放性能的影响.研究结果表明,泵掺法的当量燃油消耗率优于原机;化醇法和蒸气法在低、中负荷范围内的当量燃油消耗率增大,在中、大负荷范围内接近原机水平,泵掺法的HC排放较原机有一定的增加;CO排放在小负荷工况略有上升,大负荷时明显低于原机;NO_x排放有所下降,排气烟度显著降低,化醇法和蒸气法与原机比较,在所有工况的HC、CO排放均大幅上升;NO_x排放降低的幅度不大,排气烟度有一定的降低.高压油泵掺醇方式对增压柴油机性能的改善效果明显优于进气道掺醇方式。

满足未来排放法规的车用增压技术

增压技术是内燃机节能减排的关键技术,排放法规的日益严格和燃油经济性指标的不断提升,对增压系统提出了更高的要求.针对满足未来排放法规的车用增压技术,如可变几何截面涡轮增压、二级涡轮增压、复合增压、电辅助涡轮增压以及压气机技术进行了简单概述.所介绍的几种增压技术,都能在一定程度上提高低速转矩、改善瞬态响应以及降低污染物排放,但都不可避免带来成本增加、结构复杂、控制难度大、安装空间受限等问题,没有一种标准的增压方式可以很好地解决上述问题.因此,选择合适的增压方式以满足未来的排放法规需权衡上述利弊.可变几何截面涡轮增压、二级增压、电辅助增压、先进的压气机技术等的相互组合将是未来增压技术的发展方向之一.

TLSF_（JM）对DNFB诱导的小鼠接触性皮炎和同种异体皮片移植排斥反应的抑制作用

本文首次对急性Ｔ淋巴细胞白血病ＪＭ细胞系所分泌的抑制因子（ＴＬＳＦＪＭ），在体内的免疫调节作用进行了研究。结果表明：（１）体内应用ＴＬＳＦＪＭ可明显抑制由ＤＮＦＢ所诱导的小鼠接触性皮炎，降低局部针对变应原的特异性炎症反应；（２）ＴＬＳＦＪＭ能有效地延长移植在Ｃ５７ＢＬ／６小鼠上的ＢＡＬＢ／ｃ小鼠皮片的存活时间，并降低体外混合淋巴细胞反应中受体淋巴细胞对供体同种异体抗原刺激的再次增殖反应。

应用激光全息术对柴油机燃油雾化机理的试验研究

柴油机中燃油的雾化条件复杂,雾粒直径较小,运动速度较快,使实测分析极度困难,而燃油的雾化对燃烧过程有着重大的影响,为此,我们应用动态微粒场的共轴Fraunhofer 全息测量技术,对柴油机燃油雾化机理进行了有益的探索性试验研究。1.试验装置简介根据全息光学理论及柴油机燃油雾场对检测技术的要求。

内燃机性能试验中的大气压力微机测量技术

大气压力在内燃机性能试验中是至关重要的。文中分析了大气压力测量中相关的测量元件的性能及其测量精度。采用扩散硅绝对压力传感器作为内燃机性能试验中的大气压力测量的敏感元件。提出了温度漂移的解决措施。

新型卧式非道路用双缸柴油机的开发

为满足非道路用途开发了新型卧式2D25柴油机。该发动机在机体结构布置、润滑和冷却系统等设计上采取许多新的技术方案和措施。详细介绍了该柴油机的结构设计、主要零部件和系统特点以及燃烧过程的开发和性能试验。结果表明:该发动机标定功率为37 kW(2 400 r/min)、最大扭矩167 N.m(1 600～1 700 r/min)、最低燃油消耗率224g/(kW.h)、机油消耗率小于0.3 g/(kW.h),达到中国非道路用柴油机第2阶段排放限值,是一款可以用于配套农业机械、工程机械、林业机械、材料装卸机械、内河机动船、发电机组等用途的直喷式柴油机。