柴油机燃用柴油一碳酸二甲酯（DMC）混合燃料时缸内辐射传热的变化

研究了柴油机燃用柴油-DMC混合燃料后由于碳粒生成量减少而引起的缸内辐射传热量的变化以及发动机尾气烟度的变化。结果表明，添加DMC后排气烟度能够得到显著改善，并且存在一个最佳添加比例；同时随着添加比例的提高，缸内辐射传热量有所降低；对比尾气烟度和缸内辐射传热量，可以得到碳烟的生成量与缸内辐射传热量呈正比关系。     

柴油机燃用含氧燃料后缸内传热研究

从柴油机缸内传热着手,对柴油机燃用柴油和碳酸二甲酯(DMC)混合燃料后,柴油机缸内传热规律和热效率以及动力性进行了研究。研究结果表明:燃用柴油和DMC混合燃料后,柴油机缸内燃烧改善,热效率提高约0.56%;碳烟减少约50%。从而导致缸内辐射传热量及传热损失减少,在DMC添加比为15%时,缸内辐射传热量下降20%,约占缸内总传热量的2.4%。传热损失减少主要是通过冷却水带走的热量减少,其减少量约占缸内总传热量的2.5%,和辐射传热量下降大致相当。     

段法模型在柴油机缸内辐射传热的应用

从段法基本概念出发,推得了柴油机缸内火焰段对整个缸壁段的辐射全交换面积计算式,并以此为基础给出了缸内辐射传热的单区段法模型。与实验结果比较表明,该模型能更准确地模拟缸内辐射传热量。将该模型与传统的单区模型比较,可得到壁面有效吸收系数的表达式,它是壁面黑度和火焰辐射系数的函数,并随壁面黑度的增大而增大,随火焰辐射系数的增大而减小。而传统的方法认为壁面有效吸收系数仅为壁面的黑度的函数。     

预测柴油机气缸内火焰辐射传热的一个单区模型

建立了一个以压力示功图为基础来计算柴油机气缸内火焰辐射传热的一个单区模型,利用该模型对一台直喷柴油机气缸内火焰辐射热流量随曲轴转角变化情况进行了计算,并计算结果与实测结果进行了比较,表明该模型能较好预测所缸内火焰辐射传热量,在工程上有应用价值。     

直喷式柴油机气缸内辐射传热的试验研究

在一台ＴＹ１１００直喷式柴油机上，采用ＭＥＤＴＨＥＲＭ公司的ＧＡＲＤＯＮ型辐射传感器，测量气缸内辐射传热量，在此基础上，研究了影响气缸内辐射传热的因素，从而得出了气缸内辐射传热量随运转及结构的变化关系     

柴油机瞬变过程烟度排放的劣变分析

在一台增压中冷高压共轨柴油机上进行了恒转速增转矩典型瞬变工况下烟度劣变的成因分析,并确定了适用于瞬变工况劣变性能分析的评价参数.研究结果表明:瞬变过程烟度峰值较稳态工况恶化了17.5倍,供油量、转矩和进气量的滞后程度依次增大,而减小发动机加载率、增大加载起始点负荷或减小恒定转速均有助于改善发动机瞬变性能劣化程度;表观上供油和供气速率不匹配、低燃烧速率和燃烧相位滞后造成的燃烧劣变在缸内物理场中可以归因于缸内油气混合气驱动能量的不足;与稳态工况相比,瞬态工况的燃烧反应基团在φ-T图碳烟(soot)生成岛中更大的体积比例和更长的停留时间导致缸内局部浓混合气比例增大;缸内油气混合状态与soot生成量呈现出显著的相关性,是造成soot排放恶化的主要原因.     

均质化学计量比燃烧下GDI发动机碳烟生成可视化解析

汽油机燃烧过程中产生的黄色火焰与生成的碳烟呈正相关,根据这一特征,利用高速摄影获取汽油直喷(GDI)光学发动机缸内的火焰图片,通过统计计算其中黄色火焰的信号强度,分析了缸内碳烟的生成规律以及燃料中甲苯、乙醇含量对缸内碳烟生成的影响.结果表明:在化学计量比燃烧条件下,碳烟在点火初期火花塞电极附近产生,这部分碳烟的滞留时间相对较长,整个燃烧过程中,碳烟的产生主要位于火花塞附近.甲苯比例的增加对碳烟生成有明显的促进作用;而添加乙醇能够抑制缸内碳烟总体生成量,但在点火之后的1°CA内,黄色火焰信号强度没有降低,表明该时期碳烟的生成无法得到有效抑制.     

喷射参数对柴油机燃烧与排放特性的影响

在一台共轨柴油机上进行了喷射压力、喷射定时、后喷量及后/主间隔角等喷射参数影响作用的试验研究,利用FIRE软件数值模拟获取微观场变化信息,综合分析了喷射参数对缸内燃烧与有害排放物生成的影响机理及规律.结果表明,提高喷射压力和提前喷射定时有利于改善燃油经济性及碳烟排放,但在喷射压力较高(120～130,MPa),喷射定时提前到上止点前2°CA时,再提前喷射定时对碳烟的影响不大,而NOx的生成量显著增加,同时会引起燃烧粗暴.当后/主间隔角一定(15°CA),后喷量为1.5～2.0,mg时,烟度值达到最低,降幅为28%左右;后喷量为1.5,mg时,后/主间隔角在25,oCA附近,烟度达到最低,降幅达到20%.因此,引入后喷时需要选取适当的后/主间隔角和后喷油量,既要增强后喷燃油对缸内流场的扰动效果,使得更多的氧气进入主喷的燃烧产物区,加速碳烟的氧化又要避免进入高温缺氧区域内的后喷燃油量过多以及燃烧过于拖后等负面影响.     

柴油机缸内火焰辐射传热新模型

柴油机缸机的火焰辐射受诸多因素的影响,用理论分析法来确定它是相当困难的,由于柴油机缸内火焰辐射特性依赖于缸内的燃烧过程,而燃烧过程中的实际热力状态又可用示功图来分析,因此借助于火焰辐射与缸内热力参数之间的这种间接关系,建立了一种计算柴油机缸内火焰辐射传热的新模型,利用该模型对一台直喷柴油机缸内火焰辐射热流量随曲轴转角的变化情况进行了计算,将计算结果与实测结果进行了比较,表明该模型能较好预测缸内火焰     

CO_2进气道和缸内喷射对柴油准HCCI燃烧的影响

通过开发的气体喷射系统,研究并对比了进气道和缸内喷射CO2对准均质压燃燃烧排放的影响.准HCCI燃烧由两段喷油实现.结果表明:随着缸内和进气道CO2循环喷射量的增大,缸内最高平均温度降低,燃烧相位推迟,最大压力升高率变化不大;NOX排放减小,HC和CO排放增大.等CO2喷射量下,NOx随着缸内CO2喷射始点的提前而减小;缸内喷射的HC和CO排放较进气道喷射的大.随着CO2循环喷射量的增大,进气道喷射的烟度开始变化不大,然后急剧上升;而缸内喷射的烟度变化不大.     

含氧燃料添加剂对柴油机性能和排放的影响

研究了用碳酸二甲酯（ＤＭＣ）作为含氧燃料添加剂对燃料性质及柴油机性能和排放的影响。结果表明,在柴油中添加ＤＭＣ,燃料十六烷值降低,发动机热效率提高,烟度减小。当ＤＭＣ添加比例为１０％时,发动机功率基本维持不变,热效率提高３％,排气烟度降低４０％;而继续加大ＤＭＣ添加比例（如２０％）,虽然能进一步降低碳烟排放,但发动机功率将有明显降低。研究结果表明,在柴油中添加ＤＭＣ的合适比例为１０－１５％。     

柴油和碳酸二甲脂混合燃料对柴油机性能的影响

碳酸二甲酯(DMC)具有含氧量高、沸点低、与柴油互溶性好等特点,适合作为柴油机的燃料添加剂。在轻型直喷式柴油机上对柴油机燃用柴油和碳酸二甲脂混合燃料后,柴油机的燃烧特性、传热特性、排放特性进行了研究。结果表明:燃用柴油和碳酸二甲酯混合燃料后,柴油机的碳烟排放大幅度下降,缸内辐射传热量减少,热效率提高。     

柴油机燃用柴油/甲醇混合燃料时的性能与排放研究

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，N0x随甲醇含量的增加而增加，添加甲醇对N0x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N0x／烟度关系曲线。     

柴油/丙烷混合燃料发动机燃烧和排放特性研究

比较了柴油和丙烷的主要理化性能;在一台单缸直喷式柴油机上开展了燃用柴油和柴油/丙烷混合燃料时的发动机燃烧和排放特性研究.研究结果表明：在相同工况下,与燃用柴油相比,燃用柴油/丙烷混合燃料时的有效热效率增加,柴油/丙烷混合燃料的有效热效率随丙烷比例的增加而稍有增加,混合燃料的滞燃期和燃烧持续期随丙烷比例的增加而缩短;缸内最大压力,最大燃烧放热率,最高平均燃烧温度随丙烷比例的增加而增加.燃用丙烷柴油混合燃料可同时降低CO、HC和碳烟排放,但NOx排放有所增加.     

柴油机燃用F-T柴油与0号柴油混合燃料时的性能与排放

开展了直喷式柴油机燃用F-T柴油与0号柴油混合燃料时性能与排放的研究,试验用燃料为0号柴油、含25%和50%F-T柴油的混合燃料以及100%F-T柴油。结果表明,在相同工况下,随着混合燃料中F-T柴油比例的增加,滞燃期缩短,预混燃烧放热峰值降低,扩散燃烧放热峰值增大,最高燃烧压力略微降低,发动机的燃油消耗率和有效热效率得到改善。在负荷特性上,发动机的CO_2、HC、CO、NO_x和碳烟排放随着F-T柴油的加入而降低,其中CO和碳烟在中高负荷时降低幅度最为显著。当F-T柴油掺混比例由0增至25%时,碳烟排放降低效果最为明显,此后随着F-T柴油的继续增加,碳烟排放降低幅度减少。     

A new diesel oxygenate additive and its effects on engine combustion and emissions

2-methoxyethyl acetate (MEA) can be used to decrease exhaust smoke as a new oxygenated additive of diesel. Several fuel blends which containing 10%, 15% and 20% MEA were prepared. The effects of MEA on engine’s power, fuel economy, emissions and combustion characteristics were studied on a single cylinder DI diesel engine. Under the same speed and load conditions, the maximum cylinder pressure decreases when fueled with the blends, while the ignition delays and the combustion duration becomes shorter. The engine emissions of smoke, HC and CO are reduced when MEA is added in diesel. However, MEA has a little effect on NO_x emissions. When fueled with MEA15, the coefficient of light absorption of smoke opacimeter decreases about 50% with expense of 5% power, and the engine’s thermal efficiency increases about 2%.     

柴油机燃用柴油/二甲氧基甲烷混合燃料的性能与排放研究

开展了柴油机燃用柴油／二甲氧基甲烷混合燃料的性能与排放研究。研究结果表明，随着燃料中二甲氧基甲烷掺混比例的增加，有效燃油消耗率有所增加，但折算成当量柴油的有效燃油消耗率降低，有效热效率增加。在同一工况下，发动机排气碳烟随二甲氧基甲烷的加入而降低，NOχ则无明显的上升；CO排放也随着二甲氧基甲烷的增加而降低。     

Experimental investigations of performance and emissions of Karanja oil and its blends in a single cylinder agricultural diesel engine

An experimental investigation has been carried out to analyze the performance and emission characteristics of a compression ignition engine fuelled with Karanja oil and its blends (10%, 20%, 50% and 75%) vis-a-vis mineral diesel. The effect of temperature on the viscosity of Karanja oil has also been investigated. Fuel preheating in the experiments – for reducing viscosity of Karanja oil and blends has been done by a specially designed heat exchanger, which utilizes waste heat from exhaust gases. A series of engine tests, with and without preheating/pre-conditioning have been conducted using each of the above fuel blends for comparative performance evaluation. The performance parameters evaluated include thermal efficiency, brake specific fuel consumption (BSFC), brake specific energy consumption (BSEC), and exhaust gas temperature whereas exhaust emissions include mass emissions of CO, HC, NO and smoke opacity. These parameters were evaluated in a single cylinder compression ignition engine typically used in agriculture sector of developing countries. The results of the experiment in each case were compared with baseline data of mineral diesel. Significant improvements have been observed in the performance parameters of the engine as well as exhaust emissions, when lower blends of Karanja oil were used with preheating and also without preheating. The gaseous emission of oxide of nitrogen from all blends with and with out preheating are lower than mineral diesel at all engine loads. Karanja oil blends with diesel (up to 50% v/v) without preheating as well as with preheating can replace diesel for operating the CI engines giving lower emissions and improved engine performance.     

Studies on the use of orange peel oil and ethanol in an unmodified agricultural diesel engine

The aim of the present study is to investigate the suitability of Orange peel oil and ethanol blends as an alternative fuel for CI engine. Various blends of ethanol with Orange peel oil were prepared on volumetric basis and named as E5OPO95 (5% ethanol and 95% Orange peel oil), E10OPO90 (10% ethanol and 90% Orange peel oil), E15OPO85 (15% ethanol and 85% Orange peel oil) and E20OPO80 (20% ethanol and 80% Orange peel oil). All blends were found to be homogeneous and various physicochemical properties are evaluated in accordance with relevant standards. In the subsequent phase of this investigation, exhaustive engine trials were carried out on a single cylinder medium capacity diesel engine using the different test fuel samples. The result shows a marginal reduction in the brake thermal efficiency for all blends as compared to diesel. At the same time, NOx decreased slightly for all blends. The HC emissions were found to increase while CO₂ emissions decrease for different ethanol Orange peel oil blends as ethanol content increased. Moreover, the smoke opacity and exhaust gas temperature were found lower than neat diesel for all the blends.