采用电热塞助燃法在原压燃式发动机中燃用甲醇的试验研究

为了使甲醇能够顺利地应用于原压燃式发动机,我们采用了“电热塞助燃法”,对X1105型柴油机进行了改装,在缸盖上安装了电热塞且档板采用了双孔喷嘴,实验结果表明,这种方法是行之有效的,本文通过大量的实验结果,分析了该发动机分别燃用甲醇,柴油时,热效率不同的原因,并分析了发动机转速,负荷对发动机燃用甲醇的影响,经过对废气和烟度的测量表明,发动机燃用纯甲醇基本上可以实现无烟燃烧。     

火花点火式电控甲醇发动机非常规污染物的排放特性

在火花点火式电控甲醇发动机上,采用M85(85％甲醇和15％汽油的混合物)和M100(100％纯甲醇)两种甲醇燃料进行台架实验,通过气相色谱法检测和分析了甲醇和甲醛非常规污染物在发动机2 000 r／min和怠速时的排放特性,同时考察了三元催化反应器对非常规污染物的转化效率．实验结果表明:燃用甲醇燃料时,甲醇和甲醛排放量在无负荷时最大,而后,随负荷的增加而降低,到一定值后,随负荷的增加而升高,甲醇和甲醛排放量(体积分数)分别可高达450×10-6和150×10-6;催化后甲醇和甲醛的排放量均明显降低,其中甲醇的催化转化率可达到 95％以上,而甲醛的催化转化率与之相比略低．此外,怠速时发动机甲醇和甲醛的排放量也较高．     

点火正时对甲醇汽油发动机排放的影响

以吉利MR479Q汽油机为试验对象,采用AVL SESAM FTIR多组分气体分析仪和DEWETRON-CA燃烧分析仪,对典型稳态工况下汽油机燃用不同掺混比例甲醇汽油时的常规和非常规排放点火正时调整特性进行了试验和分析.汽油机燃用甲醇汽油后转矩有增大趋势,相同工况最大转矩对应最小点火提前角(MBT)随甲醇掺混比例增大而减小.甲醇汽油不改变汽油机常规排放变化规律,但因燃烧过程改善,绝对排放量显著降低.非常规排放随甲醇掺混比例升高显著增大,甲醇体积分数为80%,(M 80)时未燃CH_3OH排放达0.9×10-3以上,CH_2O排放达0.25×10-3以上.相同甲醇汽油下,未燃CH_3OH排放随点火提前角增大而升高,CH_2O随点火提前角增大有所降低.     

S195柴油机燃用纯甲醇、采用多火花助燃的研究

本文介绍了在S 195柴油机上燃用纯甲醇、采用多火花助燃的研究结果。选取合适的火花塞电极间隙、电极间隙与喷注空间匹配和正确的喷油、点火定时是保证非均相可燃混合气可靠着火燃烧的关键。当优化了上述参数后,发动机能在广阔的转速、负荷范围内稳定运行。燃用纯甲醇的柴油机与燃用柴油时热效率接近,并能实现无烟燃烧。试验表明,这种高压缩比、强涡流的柴油机对多火花点火系统有更好的适应性。     

高压缩比直喷式天然气发动机的研究

对一台采用液压驱动可燃气喷射器的高压缩比直喷式天然气发动机进行了试验。用电热塞点燃一束燃料，使发动机在一定转速和负荷范围内稳定运转，由于在扩用燃烧期内燃烧缓慢和局部的发火不良，其热效率比燃用通常的气－油燃料时的要低。本文根据压力－时间变化关系、发动机性能和排放的测定结果，详细地讨论了点火和燃烧的改进研究。     

高压缩比直喷式天然气发动机的研究

对一台采用液压驱动可燃气喷射器的高压缩比直喷式天然气发动机进行了试验。用电热塞点燃一束燃料，使发动机在一定转速和负荷范围内稳定运转，由于在扩散燃烧期内燃烧缓慢和局部的发火不良，其热效率比燃用通常的气－油燃料时的要低。本文根据压力－时间变化关系、发动机性能和排放的测定结果，详细地讨论了点火和燃烧的改进研究。     

两级助燃均质压燃的提出与实现

通过将电热塞和火花塞组合的方式,在一台快速压缩-膨胀机上实现了一种新型的燃烧模式——两级助燃均质压燃(two-stage assisted compression ignition,TACI),旨在更好地控制HCCI燃烧过程.研究表明:甲醇燃料的TACI燃烧模式在低圧缩比下表现为典型的SI燃烧特性,在较高压缩比下呈现出SI-HCCI的两阶段放热特性.相比电热塞辅助压燃,TACI能够通过火花点火直接、稳定地控制燃烧相位;相比火花塞辅助压燃,TACI的工作范围广,压缩比低.适合TACI的甲醇当量比范围是0.6～0.8.     

稀燃条件下主动预燃室式直喷汽油机燃烧和排放特性研究

为明晰不同点火方式对汽油机稀薄燃烧特性的影响规律,在一款排量为0.5L的研究型单缸机上试验研究了传统火花塞和主动预燃室两种不同点火方式下发动机燃烧及排放特性,探索主动预燃室拓展稀薄燃烧极限的多种影响因素。研究结果表明,稀薄燃烧可有效降低油耗,提高发动机热效率。传统点火线圈的稀燃极限处于过量空气系数1.5附近,最高指示热效率为45.0%,而采用主动预燃室系统后,稀燃极限可进一步拓展,过量空气系数可达2.0,指示热效率提升至46.5%,氮氧化物排放比采用传统火花塞点火技术时降低约88%;主动预燃室匹配高压缩比14.80的燃烧系统,可进一步拓展稀燃极限至过量空气系数2.1,指示热效率可达48.0%,氮氧化物排放继续降低,在过量空气系数采用2.1时NO_x排放最低可达58×10~(-6)。     

直喷式柴油机上用纯甲醇的研究

本文介绍在直喷式柴油机上用热面点火法燃用纯甲醇的试验研究结果。在采用复合式燃系统的Ｘ１１０５型柴油机上进行了燃料喷射系统改进，使发动机燃用纯甲醇时获得了满意的性能，运转平稳，其功率和扭矩达到了原机水平。在中、高负荷时有效热效率高于原机，但在低负荷时还低于原机。试验结果还表明，热面点火系统的设计对发动机性能有着极为重要的影响。     

预混合压燃式天然气发动机燃烧性能的初步试验研究

对影响单一燃料天然气发动机压缩着火运转范围和排放特性的相关因素进行了试验研究．设计开发的新型燃烧系统采用球形涡流室式燃烧室配以电控天然气复合供气系统,通过台架试验,研究了不同的天然气供气方式、涡流室结构参数、进气空气加热温度及陶瓷电热塞温度对着火燃烧及排放的影响．试验结果表明,天然气低压进气道供气方式有利于天然气的压缩着火;在一定范围内适当增加涡流室与主室通道尺寸,有利于缓解预混合压燃的敲缸现象;辅助加热温度受到敲缸与部分燃烧现象的制约,应当精确控制．     

不同燃烧系统对乙醇-柴油发动机性能的影响

在ZS195直喷柴油机和195S-1涡流室式柴油机上分别进行乙醇-柴油混合燃料的对比试验,试验表明：在燃烧不同混合燃料时,直喷式柴油机的当量油耗率较涡流室柴油机低,而涡流室式柴油机当量油耗率变化不大。在不同燃烧系统下,燃烧不同混合燃料的排放对比试验研究结果表明,涡流室式柴油机的排放性较好,NOx和碳烟的排放相对直喷式柴油机在高负荷时,其降幅达到50％以上,CO的降幅达到21％以上,HC排放则有升有降。     

柴油机变通道涡流室式燃烧室的研究

本文提出了一种柴油机新型涡流室式燃烧室——变通道涡流室式燃烧室.研究结果表明,这种燃烧室由于减少了通道流动损失并加速了主燃烧室的放热速率,在柴油机宽广的运行范围内,其热效率比原涡流室式燃烧室大大提高,而排温、烟度和噪声也有较大改善.它兼有直喷式和涡流室式柴油机燃烧方式的优点,是一种高效率的涡流室式燃烧室.     

柴油机使用甲醇燃料M100的试验研究

非直喷柴油机采用火花塞或电热塞方法成功地用纯甲醇(M100)作燃料,为了获得可靠的着火及良好的发动机性能,研究了有关的影响因素及参数。对若干能改善甲醇发动机性能的技术措施,进行了试验研究。     

分层燃烧甲醇发动机的研究

介绍了在1130单缸柴油机上，采用火花助燃的方法燃用甲醇燃料的研究结果。试验表明，在火花塞跳火区域及燃烧室内获得合适的混合气层状浓度分布是火花助燃甲醇发动机可靠着火和燃烧的关键。甲醇发动机的动力性与柴油机相当，大负荷经济性比柴油机好，并能实现无烟燃烧。     

柴油机涡流室内空气流动特性的LDA测试及数学模型

本报导了采用激光多普勒测速仪（ＬＤＡ）首次在实机上对柴油机涡流室内空气运动规律测试的研究结果。研究表明：涡流室内涡流在一定的半径范围内是刚体涡流，在涡流室周边区域可近似看作势涡流。     

一种新型涡流室式柴油机燃烧系统的研究

本文在对影响涡室式柴油机燃油消耗率的３个主要因素进行了分析的基础上，提出了一种新型涡流室镶块连接通道形状的改进设计。     

Hydrogen-fueled diesel engine without timed ignition

Experiments were carried out to investigate the feasibility of converting a diesel engine to hydrogen-fueled operation without providing a timed ignition system. Use was made of a glow plug and a multiple-strike spark plug. The work was done with an ASTM-CFR engine, the diesel head of which was modified to resemble the geometry of a D399 series Caterpillar diesel engine. Engine speed was 1240 rev/min. The glow plug was found to provide reliable ignition and smooth engine operation. It caused the hydrogen to ignite almost immediately upon the start of injection. Indicated mean effective pressures were on the order of 1.3φ MPa for equivalence ratios φ between 0.1 and 0.4 at a compression ratio of 18. This is significantly higher than the corresponding result obtained with diesel oil (about 0.6 φ MPa for 0.3 < ? < 0·9). Indicated thermal efficiencies were on the order of 0.4 for hydrogen and 0.20–0.25 for diesel oil. Operation with the multiple-strike spark system yielded similar values for IMEP and efficiency, but gave rise to large cycle-to-cycle variations in the delay between beginning of injection and ignition. Large ignition delays were associated with large amplitude pressure waves in the combustion chamber. The measured NO_χ concentrations in the exhaust gas were of the order of 50–100 ppm. This is significantly higher than the corresponding results obtained with premixed hydrogen and air at low equivalence ratios. Compression ignition could not be achieved even at a compression ratio of 29.