用于测量柴油机气缸内碳粒浓度和火焰温度的光电系统(英文)

利用颗粒衍射原理,研制出一套用于测量柴油机气缸内局部瞬态碳粒浓度和火焰温度的光电测量系统。该系统采用分叉光纤,省去了一套复杂的光学分光组件。利用该测量系统对一台柴油机气缸内进行了相应测量,并分析了测量数据,结果表明活塞凹坑区的火焰温度和碳粒浓度相当高,在活塞的顶岸区,它们的循环变动很大。

小排量汽油机电控燃油喷射系统的研制

本文在总结汽车发动机电控汽油喷射原理的基础上,针对小排量汽油机的特点和要求,研究开发了适合小排量汽油机的电控汽油喷射系统,对该系统的构成细节和特点进行了详细的描述,并给出了在排量为125mL的2缸四冲程摩托车发动机上的试验结果。与使用化油器相比,使用电控汽油喷射技术可以较大幅度的改善发动机的尾气排放,在不使用排气后处理装置的情况下,使其达到欧洲Ⅱ排放标准,发动机的经济性、低速扭矩特性有明显的改善,动力性比原来略有改善。本文还对如何进一步完善摩托车电控燃油喷射系统提出一些建议。

小型二冲程汽油机电控汽油喷射系统的研制

在总结汽车发动机电控汽油喷射的原理的基础上,针对小排量汽油机的特点和要求,研究开发了适合小排量二冲程汽油机的进气管电控汽油喷射系统,对该系统的构成细节和特点进行了详细的描述。进行了排量为50mL的TB50型二冲程汽油机进气管喷射的试验,其结果表明电控汽油喷射系统可以改善发动机的性能。

小型二冲程发动机电控汽油喷射分层扫气系统的研究

为减少小型二冲程发动机扫气短路损失 ,降低发动机的油耗和排放 ,研究开发了二冲程发动机电控汽油喷射分层扫气系统 ,并阐述了该系统的工作原理 ;通过对 50 m L发动机原机、进气管电控喷射和电控汽油喷射分层扫气系统 3种方案的对比试验 ,讨论了不同负荷时分层扫气系统对发动机性能的影响 ,表明电控汽油喷射分层扫气系统能够降低发动机油耗 2 5%～ 4 0 % ,HC排放 4 0 %以上 ,但 CO排放有明显上升。

一种计算火焰与燃烧室之间几何关系的新模型

建立了一种用于计算火焰与各种几何形状的点燃式发动机燃烧室之间相互关系的计算模型，应用在发动机准维模型中能很好地满足火焰形状椭球化、火焰中心飘移等计算要求。能计算火焰前锋面积，已、未燃区体积和已、未燃区与燃烧室之间的传热面积等参数。通过有效性讨论，认为模型具有较好的精确性和适应性。

用于研究柴油机缸内燃烧火焰对壁面热边界层影响的光纤传感器及测量系统

为了研究缸内燃烧火焰对热边界层的影响,研制开发了贯穿式光纤传感器及测量系统,在此基础上初步研究了柴油机气缸内燃烧火焰对缸内壁面的热边界层的影响,结果表明,该传感器可以较好地用于测量缸内壁面热边界层中任一位置的火焰温度。

柴油机燃用柴油/甲醇混合燃料时的燃烧特性研究(英文)

通过添加助溶剂形成一种稳定的柴油/甲醇混合燃料,并开展了柴油机燃用此混合燃料的燃烧特性研究。研究结果表明:随着混合燃料中甲醇含量的增加,预混燃烧阶段的放热率增加,扩散燃烧时间缩短。滞燃期随甲醇含量的增加而增加,此现象在低负荷和高转速下更为明显。甲醇含量对快燃期长短影响较小,总燃烧期随甲醇含量的增加而缩短。低转速下放热率曲线中心随甲醇含量的增加而移近上止点,最大压力升高率和最高放热率随甲醇含量的增加而增加。高转速高负荷下放热率曲线中心随甲醇含量的增加而移近上止点,高转速低负荷下放热率曲线中心随甲醇含量的增加偏离上止点;高转速下最大压力升高率和最高放热率随甲醇含量的增加而增加,而进一步增加甲醇含量反而使最大压力升高率和最高放热率降低。当混合燃料中含氧量小于6%时,缸内最高压力随甲醇含量的增加而增加;进一步增加含氧量时缸内最高压力保持不变或略有降低。缸内最高平均气体温度基本上不随甲醇含量而变化。

乙醇汽油发动机排放特性研究

在一台JL368Q3多点电喷汽油机上,开展了乙醇汽油(不同掺混比)发动机排放特性的研究,并用GC 2010气相色谱仪测量了排气中未燃醇醛的排放浓度.试验结果表明:在发动机运转参数相同的条件下,燃用E10、E20(乙醇的体积分数分别为10%、20%)混合燃料时,发动机的CO和NOx排放有了较好的改善,降幅可分别达到15%和5%,但在高负荷时发动机的HC排放增加;乙醇汽油发动机排气中的醇醛排放随发动机的转速和负荷增加而增加,其中乙醛排放随燃料中乙醇含量的增加而增加;经过三效催化转化后,乙醇汽油发动机的醇醛在大部分工况下可以实现零排放.

甲醇/汽油混合燃料发动机非常规排放成分测量方法研究

对使用气相色谱仪检测甲醇/汽油混合燃料发动机排气中醇醛类排放方法进行了研究,优化选择了采样方法、载气流速、柱温等参数,证明安装PEG色谱柱的GC2010完全可以对甲醇/汽油混合燃料发动机排气中的醇、醛进行精确的检测分析。发动机尾气测试结果表明,汽油机燃用M10混合燃料时,排气中的甲醛中低负荷高达0.2 mg/L。此外,发动机燃用市售汽油和M10两种燃料时,排气中的甲醇、乙醇和乙醛量相差在10%左右,经三效催化转化器后,可以被控制到接近零排放的水平。

柴油机燃用柴油/甲醇混合燃料时的性能与排放研究(英文)

通过添加助溶剂形成一种稳定的柴油/甲醇混合燃料,并开展了柴油机燃用此混合燃料的性能与排放研究。研究结果表明:发动机热效率和柴油等热值燃油消耗率随混合燃料中甲醇含量的增加而改善,这是由于预混燃烧量的增加,燃料富氧以及扩散燃烧的改善所致。适当增加供油提前角可使柴油/甲醇混合燃料发动机热效率提高。燃用柴油/甲醇混合燃料可显著降低发动机CO和烟度,而对碳氢排放影响不大;在相同平均有效压力的条件下,NOx随甲醇含量的增加而增加,添加甲醇对NOx的影响在大负荷下更为明显。柴油/甲醇混合燃料燃烧时存在一个较为平坦的NOx/烟度关系曲线。

采用低温等离子体技术降低柴油机有害排放物的研究

在分析电晕荷电特性的基础上,研制出了一套低温等离子体反应器,对柴油机微粒(PM)、NOx及HC的去除进行了试验研究,并进行了不同工况下微粒捕集效率的变化试验。通过对系统进行耐久性能试验,研制出了一套新颖的再生装置并进行了再生试验研究。结果表明,在发动机广泛的转速以及中低负荷下,其微粒捕集效率一般在60%～90%的范围,NOx的去除效率可达20%,HC的去除效率可达25%～30%。再生装置的使用有效地解决了电晕线的再生问题。

柴油与碳酸二甲酯混合燃料的燃烧与排放特性研究

在一台TY1100轻型直喷式柴油机上研究了不同碳酸二甲酯(DMC)添加比例对柴油机燃烧、排放以及热平衡的影响。结果表明,DMC作为柴油添加剂对发动机的燃烧和热平衡影响较小;对柴油机的排放性能影响较大,在不同的负荷下都能大幅度地降低排气烟度,而不引起NOx排放的显著变化。

直喷式柴油机燃用甲醇/柴油混合燃料的燃烧及排放特性

研究了直喷柴油机燃用不同掺混比的甲醇和柴油混合燃料对柴油机经济性、动力性、燃烧特性和排放特性的影响.测录了掺甲醇量分别为10%、15%、20%混合燃料和纯柴油时柴油机各种性能,并通过对结果的比较,分析了甲醇掺混量对其影响的规律和原因.采用等过量空气系数法确定试验工况,以保证在同样的燃烧条件下进行比较.结果表明:在等转速和等过量空气系数条件下,加入一定量的甲醇改善了柴油机的燃烧特性,具有较高的燃烧热效率;烟度和CO排放随甲醇掺混量的增加而下降,掺甲醇使NOx排放升高,并在掺醇量为10%～15%时达到最大值.

乙醇—空气预混层流火焰特性的试验研究

利用纹影高速摄像技术,在定容燃烧弹内试验研究了温度为358~500 K,当量比从0.7到1.4的乙醇—空气预混层流火焰的传播特性。通过研究乙醇—空气火焰传播速度与层流火焰拉伸的关系,获得了乙醇—空气火焰无拉伸层流燃烧速度。结合先前研究结论,总结得出了乙醇—空气层流火焰无拉伸层流燃烧速度的经验公式。通过计算乙醇—空气层流火焰质量燃烧速率,确定了乙醇—空气层流火焰的全局活化温度以及Zeldovich数随混合气当量比的变化关系,并由此提出了乙醇—空气层流火焰燃烧速度的的替代拟合公式。通过比较,发现本研究结论与以前结果很吻合。

燃油喷射正时对直喷式天然气发动机性能的影响(英文)

使用快速压缩装置研究了燃油喷射正时对直喷式天然气发动机性能的影响。研究结果表明 ,提早喷射(喷射正时 6 0 ms)会降低燃烧初期放热速率而增加后期放热速率 ;推迟喷射 (喷射正时 75 ms)会增加燃烧初期放热速率而降低后期放热速率 ;在喷射持续期结束时 (喷射正时 80 ms)点火放热持续期最短 ;提早喷射增加火焰发展期而推迟喷射会增加后燃期 ;在当量比相同且大于 0 .8的条件下 ,提早喷射会产生相对量低的CO,而推迟喷射会产生相对量高的 CO;在当量比为 0 .6～ 0 .8时 ,不同喷射正时条件下 NOx 均较高 ,喷射推迟 NOx 降低 ;在当量比为 0 .5～ 0 .8时 ,燃烧效率较高 ,当量比小于 0 .5或大于 0 .

醇类-生物柴油混合燃料喷雾特性的试验

利用高速摄影和粒子图像分析技术(PDIA)研究了生物柴油、B 20(80%,生物柴油和20%,正丁醇)、P 20(80%,生物柴油和20%,正丙醇)和E 20(80%,生物柴油和20%,乙醇)的喷雾宏观和微观特性,主要对喷雾贯穿距离、喷雾锥角、索特平均直径(SMD)和液滴尺寸分布等喷雾特性参数进行了分析.结果表明:生物柴油、B 20、P 20和E 20的喷雾贯穿距离依次减小,平均锥角依次增大.随喷射压力和环境压力的增加,燃料的影响逐渐削弱,喷雾贯穿距离和锥角主要受喷射压力和环境压力的影响.喷射压力的升高使生物柴油和醇类-生物柴油混合燃料的SMD减小,小粒径液滴所占的比例有所上升.喷射压力为80,MPa、环境压力为1,MPa时,轴向距离为50,mm处,醇类-生物柴油混合燃料相对生物柴油SMD平均减小1.6,μm(5.7%,),不同醇类-生物柴油混合燃料间SMD也依次减小,但幅度略小.醇类与生物柴油掺混可以提高喷雾质量.

低温等离子技术在柴油机颗粒排放控制中的应用

介绍了一种结构新颖的低温等离子碳烟颗粒捕捉器及试验结果。在韩国现代直列 4缸直喷式柴油机上的试验研究表明 ,该捕捉器能够在发动机广阔的转速和负荷范围内有效地控制其排气中的颗粒排放 ,中低负荷工况其效率高于 90 %。在美国道路试验工况 FTP- 75下 ,总效率可达 70 %以上。

醇类燃料点火提前角对汽油机性能和排放的影响

通过旋转分电器外壳改变点火提前角来研究其对燃用M20甲醇-汽油和E20乙醇汽油(甲醇、乙醇体积分数均为20%)混合燃料电喷汽油机的性能和排放的影响。试验结果表明:汽油机燃用M20和E20时最高压力点比纯汽油分别提前1°CA(曲轴转角)和0.5°CA,最佳点火提前角分别提前约2°CA和1°CA;随着点火提前角的增大,燃用2种燃料的汽油机性能和排放变化趋势相似,均表现为扭矩和功率增大,能量消耗率降低,CO、HC和NOx排放量增加。

利用快速压缩装置进行直喷天然气发动机燃烧特性的研究(英文)

利用快速压缩装置开展了直喷天然气发动机燃烧特性的研究 ,分析了 3种不同喷射方式下的燃烧特性并与均相混合气燃烧进行了对比。研究结果表明 :直喷天然气燃烧比均相混合气燃烧的最大压力高 ,在宽广的当量比范围内具有短的火焰发展期和快速燃烧期 ,其燃烧放热率和压力升高率基本上与喷射方式无关。喷射方式与均相混合气相比 ,燃烧放热率快 ,压力升高率大。缩短喷油和点火间的时间间隔将缩短火焰发展期和快速燃烧期 ,其时间间隔的优化对直喷天然气发动机极为重要。直喷天然气发动机的燃烧方式为预混控制充量分层燃烧 ,此燃烧方式燃烧速率快 ,排放低。

引燃柴油量对甲醇/柴油双燃料发动机性能和排放的影响

在一台TY1100型直喷柴油机上,开展了引燃柴油量对柴油引燃甲醇双燃料发动机性能和排放影响的研究。试验结果表明:引燃柴油比例为28.9%~48.2%时,发动机可获得较好的动力性,甲醇质量掺比可达73.3%~83.2%。与原柴油机相比,双燃料发动机的碳烟排放大幅度下降,NOx排放降低,而HC和CO排放增加。高负荷时发动机有效热效率增加而CO排放基本相当。在同一引燃柴油量下,HC排放呈先增加后减少的趋势,增加引燃柴油量,可以提高发动机低负荷时的有效热效率和降低HC排放,但在全负荷时,会导致NOx排放增加。