生物柴油燃烧过程NO_x生成机理的分析

为了研究生物柴油燃烧过程NOx形成机理,进行了柴油机燃用生物柴油和石化柴油的对比试验,并基于实测的缸内压力示功图计算了燃烧放热规律.以实际的瞬时放热率并结合燃料燃烧的化学平衡分析,建立了基于Zeldovich机理的NO生成模型.从放热时刻、燃烧温度、含氧量等燃烧特征参数分析了对NO形成的影响,对柴油机燃用生物柴油产生较多NOx排放作出了解释.结果表明:尽管柴油机燃用生物柴油的缸内平均温度有所降低,但由于柴油机燃用生物柴油的着火时刻较早,较早地达到了NO生成的触发温度,此外生物柴油属于含氧燃料,燃烧区域的氧浓度高,这两者的贡献使得生物柴油发动机产生的NOx排放比柴油发动机多.

增压柴油机燃用生物柴油的排放特性

通过对比实验研究了增压柴油机燃烧生物柴油和普通柴油对发动机动力性、经济性和排放特性的影响.研究结果表明:对于实验发动机,在对喷油泵不做任何调整时,直接燃烧生物柴油对柴油机动力性的影响小于5%;无论在全负荷还是在部分负荷工况下,燃用生物柴油均能大幅度降低柴油机的排气可见污染物、PT、CO和HC排放,但会引起NOx排放量的上升.通过适当推迟喷油提前角能明显降低燃用生物柴油时发动机的NOx排放,同时还能保留排气可见污染物低、PT、CO和HC排放低的优点,但对发动机动力性的影响却不大.研究表明生物柴油是理想的可再生清洁燃料.

柴油机燃用生物柴油的氮氧化物排放特性

研究了某直喷式柴油机分别燃用5种不同生物柴油掺混比例的混合燃料时NOx排放以及NO、NO2、N2O等氮氧化物主要组分的排放特性。结果表明,NOx排放曲线形态较为接近,低负荷时差异较小,随负荷增加,其排放差异增大;NO排放随着负荷上升而增加;NO2排放在低负荷和高负荷均较低,中间负荷最高;N2O在低负荷时有一定生成量,中高负荷N2O排放几乎为零;随生物柴油掺混比例的提高,NOx和NO排放增加幅度增大,NO2排放有所降低。

柴油机燃用天然气制油的氮氧化物排放特性

以一台轿车用直喷式柴油机为试验样机,分别燃用五种不同天然气制油(GTL)掺混比例的混合燃油.研究其总的NOx排放,以及NO,NO2,N2O等氮氧化物主要组分的排放特性.结果表明,各GTL混合燃油的NOx排放曲线形态较为接近,低负荷时差异较小,随负荷增加,排放差异增大.NOx排放以NO和NO2为主,各GTL混合燃油的NO排放随着负荷上升而增加,NO在总NOx排放中始终占有最高比例.NO2排放也占有相当比例,在低负荷和高负荷均较低,中间负荷最高,大负荷高温不利于NO2的生成.N2O排放量极低,在低负荷时有一定生成量,中高负荷N2O排放几乎为零,缸内高温不利于N2O排放的生成.随GTL混合比的提高,NOx和NO排放降幅增大,NO2排放有所增加,但总体幅度不大.

基于GRNN的船舶柴油机NO_x排放预测

基于4190ZLC-2船用四冲程增压柴油机实验测得的数据,运用广义回归神经网络(GRNN)相关理论,以转速、功率、喷油提前角作为样本的输入量,以排放气体氮氧化物(NO_x)的体积分数作为样本的输出量,对输入数据进行归一化处理,对输出数据进行反归一化处理,建立船舶柴油机广义回归神经网络排放预测模型,在推进特性与负荷特性工况下利用该模型进行柴油机NO_x的排放预测。仿真结果表明,所提出的模型具有较高的预测精度,可为柴油机减少NO_x排放提供依据。

船用中速柴油机No_x排放特性试验分析及实船测试探讨

对一台船用中速柴油机进行了NO_x排放台架试验,得出并分析了其试验区域内的NO_x排放特性。试验结果表明：柴油机作为船舶主机,在其可能持续运行区域内,按某推进特性运行时NO_x排放受转速影响变化较小,按不同的推进特性运行时NO_x排放变化较大。根据柴油机NO_x排放特性,并结合试航特点,建议在船舶试航时对主机进行NO_x排放实船测试,并以试航工况曲线为基础建立相应的试验循环工况标准。

双卷流燃烧系统的双燃料发动机燃烧排放特性

为解决因生物柴油粘度过大,以及低温燃烧导致的燃油雾化、燃烧性能和排放恶化等问题,利用AMESim软件和AVL_FIRE软件对发动机燃烧室进行双卷流(DS)改造,对喷油提前角、喷孔直径进行优化匹配。结果表明:双卷流(DS)燃烧室燃油分布更加均匀,在运行范围内燃烧速率和功率比浅盆型燃烧室具有更大的优势;同时在加快燃油扩散速率和提高空气利用率方面具有显著的作用;在提高发动机动力性和经济性方面具有明显的优势。采用DS燃烧室、喷油提前角20.6°、喷孔直径0.28 mm组合结构形式的柴油机,其NO排放比原机降低81.83%,指示功率比原机降低7.73%。研究结果可为船用柴油机双燃料低温燃烧性能优化提供一定的指导依据。

DOC与POC耦合柴油机燃用调合生物柴油颗粒物的排放特性

在一台高压共轨柴油机上进行燃用调合生物柴油(B0、B10和B20)台架试验,利用MOUDI颗粒分级采样系统和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分别研究氧化催化器(diesel oxidation catalyst,DOC)结合颗粒氧化催化器(particle oxidation catalyst,POC)对颗粒物的粒径质量浓度分布和可溶性有机组分(SOF)的影响。结果表明:随着生物柴油的掺混比增加,各粒径范围的排气颗粒物质量浓度均下降,质量浓度峰值均在0.18~0.32μm;颗粒物SOF中脂类、酸类质量分数增加,烷烃类、芳香烃、酚类物质质量分数减少;B0和B20的碳原子数质量分数均呈现近似以C16为峰值的正态分布。加装DOC+POC后,3种燃料颗粒物的质量浓度均降低,聚集态颗粒的质量浓度转化率高于粗颗粒态,其中B20聚集态转化率最高,为58.36%;随着生物柴油的掺混比增加,DOC+POC对SOF的转化率增大,其中B20颗粒中SOF转化率达65.15%;DOC+POC对脂类和酸类物质净化作用明显,加装DOC+POC后,B20脂类和酸类物质的质量分数降幅分别为55.45%和43.27%;DOC+POC对B20颗粒物中SOF的C12~C18氧化作用明显。

喷油提前角对生物柴油燃烧和排放的影响

在一台单缸柴油机上研究了喷油提前角调整对燃用生物柴油和柴油混合燃料燃烧和排放的影响.试验结果表明:喷油提前角增大3°CA,燃烧压力、放热率和燃烧温度优于原机和喷油提前角减少3°CA;在任何工况下,喷油提前角增大会引起NO排放增加,反之减少;烟度随着喷油提前角的改变增大;在±3°CA内调整喷油提前角对HC和CO的排放影响不大,±6°CA内调整喷油提前角HC和CO的排放变差;原机喷油提前角减小3°CA是柴油机燃用B30最合适的喷油提前角,在此喷油提前角HC和CO排放变化不多,NO排放降低.

乳化柴油经济性与排放特性研究

文章试验评估了乳化柴油的使用对直喷柴油机排放特性的影响,并比较了在东风6135柴油机上使用普通柴油和乳化柴油时检测到的运行参数,结果表明,乳化柴油的使用会明显降低排放尾气中NO_X的浓度,且各种工况下NO_X排放减少率都维持在22%左右,比较稳定;在含水量不大于12%时,乳化柴油中含水量越大,NO_X排放减少越明显。通过试验还发现,使用乳化柴油会使尾气中CO浓度大幅度提高,减少乳化柴油中乳化剂成分可使CO排放的增加率降低。

喷油提前角对船用柴油机NO_x排放特性的影响

为更方便地研究船用柴油机喷油提前角对NOx排放特性的影响,利用软件模拟方式代替实验,建立柴油机数学模型,模拟计算了6210ZLD-5型柴油机喷油提前角的改变对柴油机NOx排放、功率和燃油消耗率的影响.结果表明,减小喷油提前角可以降低NOx排放,但同时也造成柴油机功率的降低和燃油消耗率的增加.该研究对柴油机喷油参数的优化具有一定的参考价值.