低热值气体旋流燃烧器燃烧特性的数值研究

针对我国低热值气体产量大、热值低、着火难、火焰稳定性差的问题,基于分级燃烧的思想设计了一款低热值气体燃烧器,其中心形成富燃的稳燃火焰,外围产生旋流燃烧火焰,在燃烧器出口设计了稳燃扩口,实现了低热值气体单燃烧器稳定燃烧。采用数值计算方法,建立了燃烧器计算模型,研究了预热温度对低热值气体燃烧器燃烧特性和污染物排放特性的影响,分析了空气预热和低热值气体预热时的速度场、温度场和NO排放情况。结果表明:随着预热温度的升高,最大回流速度增大,炉膛出口NO体积分数逐渐升高,低热值气体预热对燃烧的影响强于空气预热。

水热老化对天然气发动机三元催化转化器性能影响的试验研究

利用水热老化试验装置开展了催化剂小样的水热老化试验,分析了催化剂在水热老化前后起燃性能的变化规律,利用X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)、X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、N_2吸脱附与透射电子显微镜(transmission electron microscopy, TEM)等测试方法研究了老化温度和老化气氛(水含量)对催化剂活性、表面化学状态及微观结构的影响。试验结果表明,老化温度对催化剂理化特性的影响较大,随着老化温度的提高,催化剂的氧空位含量减少,储氧能力下降,助剂的粒径变大,比表面积变小,孔径变大,催化剂活性降低;老化气氛中水含量的变化对催化剂理化特性的影响较小,当水含量为10%时,催化剂的活性最高,此时催化剂的储氧能力较高,比表面积最大,表明适宜的水热老化有利于催化剂性能提升。

车用乙醇汽油对电喷汽油机性能影响的实验研究

在电控汽油机参数未作任何调整的情况下,实验研究了汽油机燃用乙醇汽油对发动机经济性和动力性的影响。研究表明：电控汽油机改燃乙醇汽油后,部分负荷时汽油机的功率和转矩有所降低,但全负荷时汽油机的动力输出不变；与普通汽油相比,乙醇汽油的燃油消耗率增加5%～10%,而且汽油机的经济区范围变窄；但能耗率会有所改善,在怠速工况下,乙醇汽油会降低汽油机的CO、HC和NO_x排放；乙醇汽油对汽油机性能的影响与空燃比控制策略有关。

EGR率对ZS195柴油机性能和排放的影响

为了降低ZS195柴油机的NOX排放,文章研究了不同EGR率对ZS195柴油机性能和排放的影响。试验结果表明,EGR技术可以有效降低NOX排放,负荷较大时更为明显,但CO、HC和烟度排放有所增加;EGR技术可以降低缸内峰值压力和峰值压力升高率,改善柴油机的工作粗暴性;EGR技术对ZS195柴油机的动力性有一定的不良影响,对经济性的影响较小,小负荷时经济性还略有改善;高负荷时,EGR技术会降低ZS195柴油机的经济性,HC、CO和烟度排放也会增加,必须对大负荷时的EGR率进行限制。

发动机变组分煤层气的起动特性与怠速稳定性

由于石油资源的逐渐枯竭和排放法规的日益严格,使燃用代用燃料发动机在全世界得到广泛地发展。文章介绍了由S195柴油机改制成火花点火式变组分煤层气发动机的主要设计过程,分析了此类型发动机在改制过程中应注意的几个问题。通过发动机台架试验,对起动特性与怠速稳定特性进行分析,结果令人满意。

煤层气发动机工作特性的试验研究

为了解涡流室式煤层气发动机的工作特性和排放规律,在不同负荷下,进行了燃用三种不同甲烷浓度的煤层气试验。试验结果显示:涡流室式燃烧系统能稳定燃烧甲烷浓度变化剧烈的煤层气;相同工况下,发动机的缸内峰值压力随甲烷浓度的降低而增加,但压力升高率的变化很小;甲烷浓度达到一定值时,甲烷浓度和负荷对主燃期的影响很小;煤层气发动机的CO和HC排放随甲烷浓度和负荷的增加而降低,NOx排放则相反。

柴油机燃用生物燃料的研究现状与展望

生物燃料作为一种可再生、生物可降解和无毒燃料引起了人们极大的关注,论述了各类型柴油机燃用生物燃料的研究结果及近年来的最新研究动向,讨论了柴油机燃用生物燃料的可行性和前景,指出目前研究中存在的问题和不足以及生物燃料研究中有待进一步深入研究的课题。

ZS195柴油机掺氢燃烧试验研究

在标定转速下试验研究了小比例掺氢燃烧对ZS195柴油机工作过程、排放和经济特性的影响。试验结果显示:ZS195柴油机掺氢燃烧后,随着掺氢率的增加,缸内最大爆发压力和压力升高率峰值都会增加;ZS195柴油机进行小比例掺氢燃烧会降低HC、CO和烟度排放水平;富氢进气会提高缸内混合气燃烧速度,改善缸内燃烧质量,使柴油机热效率有所增加;柴油机排温和NOx排放也会随着掺氢率的增加而增加。

植物油及其衍生物在柴油机上的应用

评述了植物油及其衍生物在柴油机上应用的前景和可行性,讨论了目前纯植物油、生物柴油和它们的混合物在柴油机上使用的最新研究成果。比较了植物油及其衍生物和传统柴油的性质以及柴油机燃用这些燃料时的性能和排放特性。

一种新型的电控多燃料喷射系统实验装置

燃用代用燃料是降低汽车排放的一种重要方法 ,但代用燃料在发动机上的应用存在的主要困难是和常规喷射系统的不匹配。本文介绍了一种新的电控共轨式燃油喷射系统实验装置 ,该装置的设计立足于各种代用燃料的特殊性质 ,能满足代用燃料的柴油机缸内喷射要求 ,获得良好的排放水平。实验结果表明该系统适合二甲醚、液化石油气、醇类燃料等多种代用燃料在柴油机、汽油机上的使用。

一种用于液化燃料的电控共轨式喷射系统

介绍了一种新的电控共轨式燃油喷射系统。该系统根据各种液化代用燃料的特殊性质,采用电子控制技术和共轨式喷射原理,能够满足多种液化代用燃料在发动机上应用的要求。同时研究了这种系统的喷射特性,并以柴油为燃料进行了发动机台架试验,验证了系统的可行性。

气动发动机的试验研究

为优化气动发动机的设计,提高气动发动机的工作性能,在一台由R175柴油机改装的二冲程气动发动机上进行详细的台架试验研究,并提出两个评价气动发动机性能的新指标——比质量流量和总能量效率。采用变压器机油、冷冻油和特制机油等三种不同的润滑油进行气动发动机的润滑油试验,试验结果表明润滑油对气动发动机的经济性和动力性影响很大。针对水套中无水、注入常温水和开水等三种不同换热条件进行气动发动机的换热试验,试验结果表明加强换热条件对气动发动机的经济性和动力性帮助有限,但多级利用压缩空气可以提高气动发动机的总能量效率。利用三种不同进气提前角的进气凸轮,进行三种不同配气相位的速度特性和负荷特性试验。试验表明:气动发动机在低速阶段拥有较好的经济性和动力性,进气提前角为10°CA时,气动发动机性能最好。

火花点火式变组分煤层气发动机的工作稳定性和排放特性

介绍了火花点火式变组分煤层气发动机的主要设计过程。通过发动机台架试验,在不同点火提前角、不同甲烷浓度和不同压缩比时对该发动机的起动、怠速稳定性和排放特性进行了分析。结果表明,变组分煤层气发动机起动、怠速稳定,带负荷工作可靠。通过控制合适的空燃比,可以适应甲烷浓度大范围变动的煤层气燃烧。未燃HC和CO排放量随负荷、甲烷浓度增加而降低;NOx排放量随负荷、甲烷浓度增加而增加。

木质生物质直接液化产物的红外光谱分析

用傅立叶变换红外光谱法对木质生物质在280～380℃水中的直接液化产物进行了研究。研究表明,木质生物质的液化可以分为2个阶段,即纤维素类和木质素类的液化;最终液化产物官能团受温度的影响不大;最终液化产物是复杂的混合物,含有烃、醛、酮、酚和酯等各类化合物。

气动发动机能量转移系统分析

描述了一台单缸二冲程气动发动机的能量转移系统,利用火用分析法对该系统各个环节的能量使用效率进行了分析。分析结果表明:制备效率和气动发动机的指示效率是造成总能量效率偏低的主要原因;在气动发动机能量转移系统中,应该选择合适的压缩机并采用多级压缩、中间冷却的方式制备压缩空气;采用串联气缸等温膨胀方式多级利用压缩空气,可以提高气动发动机的指示效率;在能量转移系统中,应该采用容积膨胀减压方式减少减压环节的可用能损失;合理利用低温排气的冷量火用可以提高气动发动机能量转移系统的总能量效率。

多缸柴油机进气歧管的仿真计算与试验研究

对于多缸直喷柴油机,进气歧管的结构对空气流通性能和各缸进气均匀性影响很大,进而影响到整机性能。文章利用AVL FIRE软件对原机进气歧管进行了三维CFD稳态计算,获得了进气歧管的流通性能数据和最大进气不均匀度。通过带进气歧管的缸盖稳流试验,验证了该进气歧管的进气均匀性较差。仿真流场结果表明,该歧管入口段与容积腔过渡处结构不合理,阻碍了气流运动,据此指导设计部门对进气歧管结构进行改进。计算结果表明,改进后的进气歧管相比于原机进气歧管流通能力和最大进气不均匀度均得到有效改善。

EGR与富氢进气对柴油机性能和排放的影响

试验研究了利用EGR加富氢进气改善ZS195型柴油机性能和排放的可行性,在标定转速下试验研究了不同EGR率、掺氢率对ZS195型柴油机工作过程、排放和经济特性的影响。研究结果表明:在高负荷工况,当EGR率一定时,随着掺氢率的增加,缸内峰值压力和压力升高率峰值增加。EGR加富氢进气可以降低HC、CO排放量和烟度,但NO_x排放量有所增加。ZS195型柴油机采用EGR技术后,富氢进气会提高缸内混合气的燃烧速度,改善缸内燃烧质量,发动机的热效率有所增加。

当量比天然气发动机燃烧和排放的优化研究

为改善天然气发动机燃烧,降低NO_(x)排放,采用数值模拟方法研究了缩口燃烧室与喷水温度对天然气发动机燃烧和排放的影响。研究发现:缩口结构促使缸内混合气形成良好的贴壁流动,有利于燃料和空气混合。这些因素提高了火焰传播速度,增加了NO_(x)排放。相比原机,方案一的缩口角度增大26°,燃烧持续期缩短,NO_(x)排放增加32.3%。进气道的蒸发量随着喷水温度升高而增多,这导致更多的水进入缸内。采用缩口燃烧室并提高喷水温度有利于加快缸内燃烧速率,降低燃烧温度和NO_(x)排放。

水中直接液化木质生物质的试验研究

在高温高压反应釜内，进行超临界和亚临界条件下水中直接液化木质生物质试验，温度范围为280～380℃、压力范围为2．8～30MPa，反应时间为40min。结果表明，在50g生物质和250mL蒸馏水给料比率、温度310℃和反应时间40min的试验条件下，木焦油产量最高达到14．4g；在温度380℃、压力23．2MPa和反应时间40min的试验条件下，有机溶解物产量最高为10．3g。

煤层气发动机HC和NO排放模型及试验

以火花点火式S195型煤层气发动机为基础,建立缸内燃烧过程碳化氢(HC)和氧化氮(NO)2种排放物的排放模型,以Matlab程序设计语言为平台,对HC和NO实际排放量进行仿真。计算结果表明,计算值与实测值吻合较好。研究发动机燃用变组分煤层气后HC和NO的排放特性以及煤层气组分变化对发动机HC和NO排放量的影响。提高煤层气中甲烷的体积分数有利于降低HC排放量,但不利于降低NO排放量。