预喷油量对甲醇-柴油双燃料发动机燃烧特性影响试验

【目的】通过一台高压共轨直列四缸柴油发动机改造的甲醇-柴油双燃料发动机进行试验,研究预喷油量对甲醇-柴油发动机燃烧特性的影响。【方法】选取1800r/min,30%和70%负荷,20%~40%掺烧比工况,调节不同预喷油量,采集各个仪器的实时数据,分析缸内平均压力、压力升高率、瞬时放热率、滞燃期和平均温度随预喷油量的变化。【结果】30%负荷,CCR超过30%,预喷量增大,主喷滞燃期延长,主喷燃烧阶段前期受柴油雾场燃烧主导,此负荷下引入预喷能有效改善发动机工作噪声,但预喷量的影响不高;70%负荷,CCR超过30%,预喷量的增大,主喷滞燃期明显缩短,主喷燃烧阶段前期受甲醇-空气均质压燃主导。【结论】30%和70%负荷,大掺烧比的工况尽量不采用预喷或采用较小的预喷柴油量来降低NOx的排放。

预喷油量对DMCC发动机燃烧和排放的影响

在一台高压共轨增压中冷重载柴油机上,利用HoribaMEXA-7100DEGR及MEXA-6000FT等进行柴油/甲醇组合燃烧发动机各替代率下不同预喷油量对排放影响的试验.结果表明:无论是纯柴油模式还是柴油/甲醇双燃料模式,随着预喷油量的增加,发动机缸内峰值压力均明显上升.随着预喷油量的增加,HC、CO、CO2、N2O、甲酸和甲醛等常规及非常规排放物呈现逐渐降低的趋势,而NOx排放则逐渐增加;未燃甲醇、1,3-丁二烯排放则是在30%,替代率下逐渐降低,50%,替代率时有所升高;各替代率下苯和甲苯的排放随预喷油量的变化规律性不强.

预喷与外部EGR对车用柴油机燃烧和排放的影响

以某四缸水冷车用柴油机为样机,应用GT-Power软件搭建车用柴油机仿真模型,通过改变预主喷间隔、预喷油量和废气再循环(EGR)开度,研究中等负荷及转速工况下,不同的预喷策略以及引入外部EGR后两者共同作用对车用柴油机燃烧和排放性能的影响。试验结果表明:随着预喷正时从-17°CA提前到-37°CA,预喷油量从3.3 mg增加到9.9 mg,燃烧特性、碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)排放均得到有效改善,但燃油消耗率和NOx排放总体呈上升趋势。在预喷策略的基础上引入外部EGR后,随着EGR率从5%增加到25%,NOx排放保持在较低水平,但缸内燃烧变差,HC和CO排放增多。在1 800 r/min、50%负荷的试验工况下,较小的预喷油量、中等的预喷间隔以及中等的EGR开度更有利于车用柴油机的燃烧和排放。

靴形喷油速率耦合预喷射对超高压共轨柴油机性能的影响

在介绍超高压共轨系统工作原理的基础上,基于GT-Power软件建立单缸超高压共轨柴油机的仿真模型,并利用试验验证模型的准确性,而后通过模型分析不同喷油速率、靴形喷油速率耦合不同预喷油量和靴形喷油速率耦合不同预喷提前角对超高压共轨柴油机动力性、经济性以及燃烧排放特性的影响。结果表明:通过调整超高压共轨系统中电控增压器电磁阀和喷油器电磁阀的开启时间,能够实现喷油速率的柔性可调。随着喷油速率从矩形变化到靴形,柴油机缸内压力、温度以及NO_x排放量均逐渐降低,而soot排放量逐渐升高,且靴形喷油速率可使柴油机获得最大的功率(扭矩)和最低的油耗率。靴形喷油速率耦合较小的预喷油量可以使柴油机获得更好的动力性、经济性和燃烧特性,但同时也会导致NO_x排放量的升高。靴形喷油速率耦合较大的预喷提前角有助于改善柴油机排放特性,但受到预喷油量的限制,效果并不明显。

叉车柴油机加速工况声品质改进试验研究

为降低某叉车柴油机加速过程中的噪声,试验分析柴油机加速异响产生的原因,研究喷油规律对加速噪声的影响,分析声品质参数,并提出改进方案。试验结果表明:柴油机急加速“嘎嘎”声是由燃烧过程缸内压力升高率过大导致,增加预喷量可以在一定程度上降低噪声水平,但对加速异响几乎没有影响;减小喷油提前角可以轻微降低加速异响;降低轨压上升率可以明显降低加速异响,轨压上升率由150 MPa/s降低至100 MPa/s,柴油机加速时异响消失,响度的变化趋势与声压级基本一致,尖锐度和粗糙度降低,声品质明显提升。

预喷参数对柴油引燃天然气双燃料发动机性能影响的试验研究

在一台由柴油机加装天然气供给系统改装而成的双燃料发动机上进行试验,分别探讨了预喷正时和预喷油量对柴油引燃天然气双燃料发动机燃烧和排放性能的影响。结果表明:随着预喷提前角的增大,热值折合油耗先减小后增大,最大压力升高率呈现下降-上升的趋势,爆压减小。同一预喷时刻,预喷油量增大,最大压力升高率和爆压增大,热值折合油耗先减小后增大。随着预喷提前角的增大,NOx、HC、CO和CH4比排放均减小。同一预喷时刻,随着预喷油量的增加,NOx比排放增大,HC、CO和CH4比排放减小。碳烟排放随预喷提前角的增大而略微下降,随预喷油量的增大而增大。

喷油参数对大缸径车用柴油机怠速噪声影响研究

前期试验研究表明,爆压和预喷模式在低负荷工况时对整机噪声的影响较为明显。为更好提升大缸径柴油机噪声舒适性,本文以某V型12缸大缸径柴油机为研究对象,通过调整发动机主喷提前角、预喷油量、预喷间隔角、轨压等喷油参数,进行怠速噪声对比试验。试验研究结果表明:主喷提前角及轨压越小噪声声压级越小、声品质越好;预喷油量及预喷间隔角存在某一临界值,在此临界值状况下噪声声压级及声品质综合评价最好;主喷提前角、预喷油量、预喷间隔角和轨压等发动机喷油参数对大缸径柴油机怠速噪声影响集中于500Hz~6300Hz频率段。本文研究成果可为改善大缸径柴油机怠速噪声品质的发动机性能数据标定工作提供经验参考。

预喷策略对双燃料发动机燃烧和排放特性的影响

通过一台6缸直喷、高压共轨柴油机改装成的柴油引燃天然气发动机.试验研究预喷正时和预喷油量对燃烧参数和性能参数的影响,结果表明:相对单次喷射,较晚的预喷正时(30°CA BTDC)能提高发动机有效热效率(BTE),降低HC、CO排放,但NOx排放恶化,而较早的预喷正时(60°CA BTDC)能够在提高发动机BTE的同时,降低HC、CO排放,并且NOx排放基本保持不变;当预喷正时为60°CA BTDC,预喷油量适当增多(3~5 mg/cyc)能进一步提高发动机BTE,降低HC、CO和NOx排放;预喷油量进一步增加(6~7 mg/cyc),NOx排放恶化,并且由于着火相位波动导致燃烧稳定性变差.改善双燃料发动机燃烧和排放特性一方面要增加预喷柴油在可燃混合气中的分布,增大柴油与可燃混合气混合的时间,改善混合气的活性,进而提高燃烧速率;另一方面要强化主喷柴油喷射对着火相位的控制,防止着火相位不一致而恶化燃烧稳定性.

预喷策略对发动机工作过程和排放影响的研究

随着汽车内燃机的不断增多,排放污染也日趋严重。对于NOX和PM难控制的特点,以柴油机4D25为对象,通过实验结合理论,以预喷策略对NOX排放和其他性能影响进行研究。本篇文章主题为:在理论结合实验的思想下,分别对小负荷和大负荷这两种工况进行了预喷定时和预喷油量对NOX排放及其他性能影响研究。通过研究发现:在小负荷工作的情况下,将预喷定时提前且预喷油量较大时,NOX的产生量和烟度明显下降;在大负荷条件下,运用预喷策略对NOX的降低没有明显的作用,但预喷定时提早且预喷油量恰当,对烟度的降低有突出的成效。

基于国四排放非道路柴油机喷射系统的优化试验

基于非道路378型柴油机,采用不同的轨压、主喷正时、预喷油量和预喷-主喷间隔,进行非道路柴油机八工况的喷油参数优化试验.试验结果表明:随轨压的增加,NOx排放增加,烟度和有效燃油消耗率不断减小,HC排放先降后升;随主喷提前角的增大,NOx排放增加,烟度、HC和有效燃油消耗率不断减小;随预喷油量的增大,NOx、烟度和有效燃油消耗率先降后升,HC排放不断增加;随着预喷-主喷间隔角的增大,NOx先降后增,烟度不断下降,HC和有效燃油消耗率不断增加.综合考虑排放和经济性,确定了八工况下的喷油参数的优化值,八工况稳态测试循环测量结果:NOx+HC为6.32g·(kW·h)^-1,PM为0.169 g·(kW·h)^-1,满足非道路国四排放限值要求.对于非道路柴油机,采用较高的轨压、较小的主喷提前角、少量预喷油量及较短的预喷-主喷喷油间隔,可优化燃烧过程,降低排放,提高经济性.

喷油控制参数对柴油机燃烧噪声影响的试验研究

就不同的喷油控制参数对电控共轨柴油机燃烧噪声的影响进行了研究,柴油机在标定工况运行,通过改变喷油提前角、预喷油量和预喷与主喷时间间隔等控制策略,测量了柴油机顶部1 m处的噪声声压和噪声频谱,探讨燃油系统调整参数对柴油机燃烧噪声的变化规律,结果表明,随着喷油提前角的减小,柴油机噪声先降低再增大,上止点前17°曲轴转角(CA)喷油,噪声声压级最小;合适的预喷油量可以减小柴油机燃烧噪声,预喷油量过大或者过小都不利于燃烧噪声的控制;预喷与主喷时间间隔对燃烧噪声存在影响,时间间隔较小,燃烧噪声较大;预喷与主喷时间间隔较大时,主喷滞燃期增大,缸内压力升高率峰值增大,燃烧噪声升高。

发动机标定参数对发动机噪声的影响浅析

本文在对柴油发动机的试验结果进行分析的基础上,论证了柴油发动机的四个标定参数—喷油轨压、喷油起始点、预喷油量以及预喷与主喷时间间隔对柴油发动机噪声的影响。

柴油发动机标定参数对噪声的影响

本文通过对特定发动机试验所得结果的定性及定量探讨,论述验证了发动机四个标定参数:喷油轨压、喷油起始点、预喷油量、预喷与主喷间隔,在低功率段下,对燃烧噪声以及机外测得的声功率噪声的影响。

Influence of Pre-injection Control Parameters on Main-injection Fuel Quantity for an Electronically Controlled Double-valve Fuel Injection System of Diesel Engine

A simulation model of an electronically controlled two solenoid valve fuel injection system for a diesel engine is established in the AMESim environment.The accuracy of the model is validated through comparison with experimental data.The influence of pre-injection control parameters on main-injection quantity under different control modes is analyzed.In the spill control valve mode,main-injection fuel quantity decreases gradually and then reaches a stable level because of the increase in multi-injection dwell time.In the needle control valve mode,main-injection fuel quantity increases with rising multi-injection dwell time;this effect becomes more obvious at high-speed revolutions and large main-injection pulse widths.Pre-injection pulse width has no obvious influence on main-injection quantity under the two control modes;the variation in main-injection quantity is in the range of 1 mm3.

甲醇/ICTL柴油机低负荷燃烧与排放特性的研究

在一台满足国六排放法规的四缸柴油机上采用甲醇/ICTL双燃料燃烧模式,实验研究了预喷策略耦合EGR对其在低负荷工况下燃烧稳定性的影响规律。结果表明:在研究工况下,相比于纯ICTL燃烧模式,甲醇替代率为15.2%时,SOOT和NOx的降幅分别为66.3%和33.5%,但COV(p)接近5%的上限标准,燃烧稳定性变差,限制了甲醇替代率的进一步提高;较早的预喷正时(-19℃A)有助于改善甲醇混合气活性,降低SOOT排放,但NOx排放量会增高,过早的预喷正时(超过-29℃A)能够进一步降低SOOT排放,而NOx排放量基本保持不变,但COV(p)超过25%;增加预喷油量会降低SOOT排放量,但NOx排放量增高,当预喷油量为2.1mg/cyc时,COV(p)为15.2%;提高EGR率,能够有效降低NOx排放量,并提高燃烧稳定性,当EGR率提高至35%时,COV(p)为2.99%。

柴油预喷参数对进气预喷甲醇柴油机燃烧和排放的影响

在一台满足国Ⅵ排放的柴油机基础上,采用进气预喷甲醇的方式替代原机的尿素辅助的选择性还原技术(SCR),探究不同柴油预喷油量和预喷时刻对发动机燃烧、性能和排放的影响.结果表明:在最大扭矩转速1690 r·min^(-1)和280 N·m(1.25 MPa BMEP)工况下,当甲醇在整个燃料的能量占比(占总燃料能量的63%~65%)和柴油预喷时刻不变时,柴油预喷油量从1.5 mg·cyc^(-1)(占循环喷油量8%)增加到7.5 mg·cyc^(-1)(占循环喷油量48%)可以有效改善甲醇混合气的活性,此时达到50%燃料燃烧放热量(CA50)会提前,燃烧速率增大,气缸内燃烧爆压(P_(max))和最高压力升高率(R_(max))提高,同时有效热效率(Brake Thermal Efficiency, BTE)增加6%,PM、CO和THC比排放分别降低50%、61%和29%.但预喷油量超过6 mg·cyc^(-1)时,NO_x排放显著增加.相比之下,柴油预喷时刻的变化对发动机燃烧的影响较小.适当提前预喷可以在降低P_(max)和R_(max)的同时减少NO_(x)、CO和PM比排放.因此,采用优化的柴油预喷参数可以获得更高的有效热效率和极低的排放.