高原缺氧环境下生物柴油-柴油混合燃料对柴油机燃烧特性的影响

为了研究高原缺氧环境下生物质含氧燃料对柴油机性能及燃烧特性的影响,利用大气模拟装置模拟高原环境下的大气压力,进行模拟海拔2 000 m(大气压力为81 kPa)下高压共轨柴油机燃用纯柴油B0(0号柴油)、B20和B50生物柴油-柴油混合燃料的性能试验研究。试验结果表明:在1 200 r/min下,燃用B20和B50时,气缸压力、放热率和气缸温度峰值相比于燃用柴油均下降,达到峰值的时刻提前1°~2°曲轴转角。在2 200 r/min下,燃用B20时,气缸压力、放热率、气缸温度基本呈下降趋势,而燃用B50时,气缸压力、放热率基本呈现下降趋势,但在60%负荷下,缸压和放热率峰值高于燃用纯柴油,上升幅度分别为5%和2.6%。2 200 r/min下,燃用B50时,气缸温度相比于燃用柴油有所上升,最大上升幅度为4%。在2 200 r/min下,燃用B20和B50时,柴油机当量燃油消耗上升,热效率下降。

曲轴箱通风口海拔模拟条件对柴油机运行的影响

针对柴油机进排气高原环境模拟装置在应用中存在的问题,基于活塞、活塞环、气缸套形成的几何密封结构,确定了缸内气体向曲轴箱流动形成的气室,进一步构建环间气体窜出流量的数学模型,运用迭代计算方法推演计算了各个气室气体压力和气体流量的变化,分析了曲轴箱通风口与进排气管路模拟海拔不一致时活塞窜气影响和增压器轴系润滑密封问题,最后进行试验验证。研究结果表明,海拔4 500 m时曲轴箱通风口处于相同海拔环境条件,曲轴箱通风口窜出废气流量要比处于试验室环境条件时窜出气体流量大,增加0.4 L/min。此外,曲轴箱通风口处于试验室环境条件时,压气机背盘两侧气体压力差异会使间隙空间形成很大的负压,导致润滑增压器轴承的机油窜入进气管路。

不同海拔下EGR对轻型柴油机性能和排放的影响

为进一步研究高原环境下柴油机使用排气再循环(EGR)技术的运行状况,采用海拔高度模拟装置,研究了不同海拔下(0 m,1000 m,1960 m)EGR对某轻型车用柴油机性能和排放的影响。结果表明:与平原地区相比,高原地区EGR率的容忍能力更低;不同海拔下,随着EGR率的升高,柴油机动力性下降,经济性恶化;与经济性相比,高原地区EGR对动力性的影响更为显著;EGR能够有效降低不同海拔下的NO_(x)排放,随着EGR率的升高,不同海拔下的CO比排放和烟度均随之升高;与平原地区相比,高原环境下CO比排放和烟度对EGR更为敏感。

不同海拔下甲醇-柴油双燃料发动机的燃烧循环波动研究

试验在1台由高压共轨柴油机改装的甲醇-柴油双燃料发动机上展开,通过仪器模拟不同海拔,进而研究在高原环境下甲醇-柴油双燃料(DMDF)燃烧的循环波动。试验主要在1800 r/min下,通过调整发动机负荷、甲醇替代率和柴油喷射参数,研究各种参数在不同海拔下对发动机燃烧稳定性的影响。缸内压力参数,如峰值压力(p_(max))和平均指示压力(IMEP),被用来量化双燃料发动机循环波动。研究结果表明,DMDF燃烧在高原下的循环波动表现出与平原上相似的趋势;随海拔升高,峰值压力循环波动系数(COV_(p max))明显升高,而平均指示压力循环波动系数(COV_(IMEP))却呈现出相反的趋势;高海拔下峰值压力对应曲轴转角分布趋于集中。预喷油量的增加限制了高原工况下发动机循环波动率的增长;在所有海拔下,喷油时刻对COV_(IMEP)影响不大,COV_(p max)对喷油时刻更加敏感;相比较其他喷油参数,喷油压力对循环波动影响较小。