重型车用稀燃天然气发动机碳氢排放特性

为研究重型车用稀燃天然气发动机碳氢排放规律及影响因素,提供碳氢排放基础数据,提出控制稀燃天然气发动机碳氢排放的方法,该文利用对比试验的方法对进气总管单点混合增压中冷重型车用稀燃天然气发动机的燃烧特性及外特性、负荷特性碳氢排放进行了研究。试验结果表明:发动机在节气门全开的外特性工况运行时,随发动机转速从1000增加到2000r/min,以曲轴转角计算的速燃期从28°增加到41°;转速保持在2000r/min时,负荷从0到100%,速燃期从52°缩短到41°。外特性的甲烷性碳氢(CH4)排放比例较高,占总碳氢(totalhydrocarbon,THC)排放的95%以上;推迟点火提前角碳氢排放降低,外特性运行时点火提前角推迟6°,在转速1400～2000r/min范围内,THC排放降低了10.1%～15.4%,CH4排放降低了10.9%～16.5%。从空载到75%负荷率范围内,点火提前角推迟6°后,THC排放在不同负荷点降低的平均幅度为24%左右,CH4降低的平均幅度为33.1%左右。在转速1000～2000r/min范围内,随着发动机负荷的提高碳氢排放量增多。标定转速随负荷的增加CH4排放占THC排放的比例升高。该研究为增压中冷单点喷射车用稀燃天然气发动机的碳氢排放控制提供了理论依据。

引燃柴油量及喷射间隔对直喷天然气发动机排放的影响

为优化直喷天然气发动机的喷射策略,在一台六缸电控直喷天然气发动机上,用试验方法研究了引燃柴油量及柴油/天然气喷射间隔对发动机HC、CO和NO_x排放的影响。试验结果表明：喷射间隔一定时,HC排放随引燃柴油喷射量的增加而降低;在引燃柴油喷射量为4.0 mg时,HC排放随喷射间隔的增加而增加;引燃柴油喷射量在6.0～11.5 mg范围内,HC排放在喷射间隔从0.5 ms变化到1.1 ms时,变化较小;喷射间隔增加到1.4 ms时,HC排放升高趋势明显。CO排放随引燃柴油喷射量的变化规律为先降低后升高;在不同的柴油喷射量下增加喷射间隔,CO排放均降低。NO_x排放随引燃柴油喷射量的增加先降低后升高;在喷射间隔为0.5 ms时,NO_x排放相对较小,在喷射间隔为1.4 ms时,NO_x排放最高。增加引燃柴油喷射量有利于HC的减排,对CO排放的影响较小,但会导致NO_x排放的恶化;增加喷射间隔会促使HC和NO_x排放的升高,但CO排放有所降低。

缸内高压直喷天然气发动机外特性燃烧参数研究

通过采集微量柴油引燃缸内高压直喷天然气发动机示功图，研究了其外特性的压力及燃烧参数。试验结果表明：天然气喷射提前角增大，最高燃烧压力、最高压力升高率升高，速燃期增长，滞燃期缩短，50%燃烧相位角减小，90%燃烧相位角在700-1000r/min转速范围内增大，在1000-1500r/min转速范围内减小；随着转速升高，滞燃期及50%燃烧相位角增加，最高燃烧压力及以曲轴转角计的速燃期先升高后降低，最大压力升高率及以时间计的速燃期呈降低的趋势。

缸内高压直喷天然气发动机的怠速排放特性

以一台缸内高压直喷天然气发动机为对象,在不同柴油轨压力及天然气喷射提前角条件下对CO、HC及NOx的排放量进行试验研究.结果表明:当发动机处于怠速运转,天然气在上止点附近喷入气缸时,3种轨压力下CO排放量的差异较小;当天然气喷射提前角推迟到上止点后一定角度时,CO的排放量随着柴油的轨压力升高而降低,当天然气喷射提前角提前到上止点前一定角度时,CO排放量则呈现出相反的变化趋势;随着天然气喷射提前角增大,3种轨压力下CO的排放量均降低;HC排放量随着柴油轨压力的升高而增加,随着天然气喷射提前角的增大而降低,且当柴油轨压力从18 MPa升到24 MPa时,HC的排放量增幅较大;NOx的排放量随着柴油轨压力的提高而升高,随着天然气喷射提前角的增大而升高,且当柴油轨压力从12 MPa升到18 MPa时,NOx的排放量增幅显著.

高压直喷天然气发动机HC排放

为了研究直喷天然气发动机碳氢的排放规律和影响因素,以一台电控增压直喷天然气发动机为对象,在不同工况下进行实验测试.为了分析转速、负荷、轨压和燃料喷射时刻对碳氢生成的影响,分别设计3组对比实验,在实验过程中采集示功图和碳氢排放,结合燃烧参数和排放结果分析.试验结果表明:采用过高或者过低的喷射压力均会使碳氢排放增加.在燃料喷射较晚时,碳氢排放随转速的增加而增加,在燃料喷射较早时,低转速下碳氢排放高于中高转速下的碳氢排放;中高转速下,随燃料喷射的提前,碳氢排放总体呈减小趋势,在低转速下,随燃料喷射提前,碳氢排放呈增加小幅增加的趋势.低负荷时碳氢排放明显高于中高负荷时碳氢排放;当中低负荷时,碳氢排放随燃料喷射的提前而降低,当高负荷时,碳氢排放受燃料喷射时刻的影响较小.

重型稀燃天然气发动机NO_x排放试验研究

研究了重型增压中冷稀燃天然气发动机的NOx排放,分析发动机转速、负荷率、点火提前角和催化器对NOx排放性的影响。试验结果表明:稀燃天然气发动机在外特性运行时,低转速时NOx排放比高速时高,安装催化转化器后发动机NOx排放升高;中、低速时,随负荷率的增大NOx排放呈先增大后减小的趋势;转速为1 000r/min和1 400r/min、中等负荷率时,点火提前角对NOx排放的影响较显著,安装催化器后NOx排放水平显著降低;高速运行时,整个负荷率范围内NOx排放水平较低,安装催化器后NOx总体排放水平升高。

柴油机微粒捕捉器的研究现状及发展趋势

随着排放法规的日益严格,柴油机排气后处理技术越来越受到重视。分析柴油机微粒排放控制技术所面临的挑战,综述微粒捕捉器在过滤材料和再生两大关键技术的研究现状和存在的问题,并浅析微粒捕捉器技术的发展趋势。

高压直喷天然气发动机外特性燃烧及NO_x排放

以六缸增压中冷发动机为研究对象,采集不同工况下示功图并对NOx排放进行了测试,分析了外特性燃烧特性及排放随转速的变化规律.试验结果表明：在外特性整个转速范围内,瞬时放热率呈先急后缓的趋势,转速越高,瞬时放热率峰值越低;由于低速时滞燃期较长,因此天然气预混燃烧比例较大,各燃烧阶段分界较明显,转速升高到1 100r/min时,滞燃期明显缩短,天然气预混燃烧比例减小,扩散燃烧成为天然气主导的燃烧模式;转速小于900r/min时,NOx排放随转速升高而增加;转速在900∽1 600r/min之间时,随转速升高而降低;转速高于1 600r/min时,NOx排放没有明显变化.