柴油机共轨管压力波动仿真研究与适应度分析

为了改善柴油机燃油的精确控制与喷射,降低共轨压力波动,提高共轨管的性能,分析了柴油机共轨管容积与压力波动的关系,研究了共轨管容积及其影响因素,基于GT-Suite建立了柴油机燃油共轨系统模型并进行了仿真,结果表明共轨管内不同目标轨压下,压力的波动量随目标轨压的增大而增大,随容积的增大而减小,随喷油器数量的增大而增大,以此确定了3缸、4缸、5缸和6缸柴油机共轨管的最优容积;但压力波动量与长径比之间没有较好的曲线关系,可建立共轨管适应度函数,分析了共轨管在不同轨压条件下的波动适应性,确定了最优内径,为共轨管的设计提供理论依据。     

高压共轨系统水击压力波动干涉型Q管滤波器

柴油机高压共轨系统多次喷射中,喷油器工作引起的水击压力波动直接影响到多次喷射理想喷油规律的实现。为降低高压共轨系统水击压力波动的不良影响,利用流体传输管道动力学的基本理论和方法,依据高压共轨系统结构特点,设计了结构简单且容积小的干涉型Q管滤波器。实验结果表明:干涉型Q管滤波器对共轨系统水击压力波动和油量波动有明显的消振和滤波作用。水击压力波动最大衰减率高达11.6,最大油量波动率降低27%。     

高压共轨系统水击压力波动现象试验

柴油机高压共轨喷油系统中的水击压力波动对多次喷射的精确控制至关重要.使用电磁式共轨多次喷射装置,进行了水击压力波传播现象的试验研究.得出了单次、多次喷射条件下,喷射过程中及喷射结束后共轨和喷油器入口的压力时间曲线和喷油率曲线.研究了共轨系统水击现象产生的机理;解释了系统控制参数,亦即压力和喷油脉宽与水击压力波动的频率和振幅的关系;总结了水击压力波动对同一喷油器多次喷射和喷油器之间的顺序喷射的影响.     

基于GT-Suite的4缸柴油机共轨管结构参数的优化研究

为了改善柴油机的燃油喷射性能,降低共轨压力波动,提高其动力性,本文分析了柴油机共轨管容积与压力建立时间及压力波动量的关系,研究了共轨管容积及其影响因素,基于GT-suite建立了四缸柴油机燃油共轨系统模型并进行了仿真,根据共轨管容积与压力建立时间及压力波动量的关系的仿真结果,确定了共轨管的最优容积,根据共轨管长径比和压力波动量的关系的仿真结果建立了轨压适应度函数,并根据轨压适应度与共轨管长径比的关系确定了最优共轨管内径,为共轨管的设计提供理论依据。     

共轨管参数对轨内压力场影响的数值模拟研究

为适应柴油机燃油经济性和排放性的要求,高压共轨燃油喷射系统以其特有的优点获得了越来越广泛的重视和研究。高压共轨系统的共轨压力分布情况是当前的研究热点之一。在数值计算过程中着重分析了共轨系统结构、尺寸等对共轨内压力场分布的影响,针对共轨管道内的压力分布问题,运用三维分析软件Fluent,对共轨管道内的高压燃油流动进行了计算分析。通过将几种结构设计方案和不同边界条件的有限元分析结果进行对比,明确了可显著减少压力分布不均的共轨结构的改进方向。     

高压共轨系统中的燃油温度变化及其影响

为说明高压流动燃油温度对喷油量的影响,进行了高压共轨系统中燃油温度变化及其影响研究,建立了燃油不同的发热和热交换数学模型,构建了高压泵、共轨管和喷油器的燃油温度模型,运用液压流体仿真软件AMESim构建高压共轨系统燃油热仿真计算模型;结合试验数据,验证了高压共轨系统燃油热模型的有效性,分析了不同燃油初始温度下不同部件出口燃油温度的变化。在高压泵转速分别为400r/min和1 600r/min时,高压油泵出口温度增加幅度分别约为4.5℃和23.3℃;在共轨管压力从55MPa增大到140MPa时,共轨管出口的燃油温度仅在35℃~55℃之间变化;在共轨压力为140MPa时,喷孔出口温度变化范围在90℃~110℃之间。燃油温度20℃、40℃时的压力变化较小,燃油温度0℃、60℃时的压力变化较大;在低共轨压力时燃油温度引起的喷油量变化大,高共轨压力时燃油温度引起的喷油量变化小。     

船用大功率柴油机共轨管设计仿真与试验研究

现代柴油机高压共轨系统中共轨内压力的动态波动会直接影响燃油喷射系统的喷油规律,而共轨管是压力波动的重要因素。运用AVL公司的HYDSIM软件建立了高压共轨喷射系统模型,以稳定共轨管内的压力和满足系统启动为出发点,进行了共轨管的匹配设计,分析和计算了高压共轨管的容积、共轨管长度和内径,以及根据系统需求,对共轨管的外径进行了计算。     

共轨管出油孔对高压共轨系统压力波动影响的研究

基于某直列四缸发动机高压共轨系统,应用AMESim软件对其进行了仿真计算,通过改变共轨管出油口的尺寸,分析了共轨管的出油孔对高压共轨系统内压力波动的影响及其对各缸喷油器喷油一致性的影响。     

高压共轨燃油系统喷油诱导的压力波特征试验研究

在油泵试验台架上开展喷油为主动量诱导的高压压力波动特征的试验研究,分析靠近嘴端的高压油管内以及高压油轨的轨压传感器处压力波动规律。研究表明:柴油机高压共轨燃油喷射系统中,喷油引起的压力波不受油泵引起的压力波影响;喷油引起的嘴端压力波动比轨端要显著;嘴端压力波呈现明显的波动衰减,其压力波的频率与燃油属性有关,波动的最大振幅主要与喷射压力、喷孔大小有关;高压油轨处的压力波动特征不明显,单次喷油引起的轨压下降总量不仅与喷射压力、喷孔大小有关,还与喷射脉宽有关。     

高压共轨燃油系统压力场分布研究

建立了高压共轨燃油系统共轨管各出油口燃油压力场分布的数学模型并进行了试验验证,结果表明,共轨管出油口燃油压力与进油口和出油口的位置、进油与出油间的相位关系、喷油量大小以及轨管容积有关,共轨管总成上压力传感器数值并不能精确反映各出油口上的实际油压。     

汽车替代燃料的现状分析与展望

世界能源危机与环境污染问题促使汽车行业能源体系转型,可再生、节能、环保、清洁的新型汽车替代燃料成为汽车行业的新宠.根据燃料是否可再生,将汽车替代燃料分为不可再生汽车替代燃料和可再生汽车替代燃料,并对天然气、液化石油气、醇醚类燃料、氢能源、植物油燃料、生物质裂解气燃料等汽车替代燃料与汽油、柴油等传统汽车燃料进行了分析和比较,总结了汽车替代燃料相对于传统汽车燃料的优点与缺点,并对汽车替代燃料的发展前景进行了展望.     

我国燃料油供需状况分析及替代燃料的研究趋势

介绍了我国燃料油市场的供需现状及其形成原因,预测了燃料油市场未来走向。对替代燃料研究的发展趋势进行了简要分析,介绍了国内现有的替代燃料研究以及不同研究项目的特点、利弊。     

柴油机喷油泵供油量不均的调整

分析了引起喷油泵供油不均的原因,如调试状态与使用条件的不同、调试时存在的供油不均、机件磨损、出油阀弹簧失效等;阐述了喷油泵装机后供油提前角、供油正时的检查及调整方法     

氢气对柴油机油耗的影响

向柴油机进气道通入氢气,就加氢后柴油机的油耗变化进行实验研究．实验表明,加氢后柴油消耗量明显减少,节油率达20％-30％,可大大延缓石油资源的枯竭．就综合节油率而言,加氢后在高负荷下没有节油效果;而在低负荷下节油效果显著,其综合节油率可达14％,甚至更高．无论使用柴油还是乳化油,提高进气处氢气温度都可使油耗率有所降低,当氢气温度提高到90-130℃时,油耗率减小的幅度在3 g／(kW·h)左右．实验表明,乳化油和氢气的共同作用能够更好地提高节油率,使用乳化油后可以使节油率在原来的基础上略有增加,增幅约为3％．这是由于在缸内水的蒸发速度很快,当水蒸发后,柴油滴径变小,蒸发也更快,从而能够促进燃烧,使燃烧过程提前结束．     

国外车用液体代用燃料的新进展

主要介绍了国外主要车用液体代用燃料的应用情况及最新进展，着重介绍了天然气、液化石油气、生物燃料及烃基替代燃料的应用情况。     

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COx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。     

双燃料燃气轮机燃料快速切换技术分析与试验研究

通过分析国外机组资料和实际燃料切换运行曲线,逆推双燃料切换控制策略,并利用现有燃烧试验台,在保证燃烧室出口温度稳定波动的前提下,对规定时间内完成燃料快速切换的燃烧室内火焰稳定性加以验证。试验结果表明:某型机组试验可依据理论切换时间30 s换算燃机最大负荷时燃料的变化量,保证机组在60 s内完成燃料的快速切换,在此切换过程中,燃烧室内火焰稳定,动态压力最大值为4.55 k Pa。由于燃烧试验台条件与整机试验环境存在较大的差异性,试验过程得出燃料变化量仅可作为参考,主要用于减少整机试验次数并规避试验风险,最终值仍应以整机试验结果为准。     

Carbonate fuel cells: Milliwatts to megawatts

The carbonate fuel cell power plant is an emerging high efficiency, ultra-clean power generator utilizing a variety of gaseous, liquid, and solid carbonaceous fuels for commercial and industrial applications. The primary mover of this generator is a carbonate fuel cell. The fuel cell uses alkali metal carbonate mixtures as electrolyte and operates at 650 °C. Corrosion of the cell hardware and stability of the ceramic components have been important design considerations in the early stages of development. The material and electrolyte choices are founded on extensive fundamental research carried out around the world in the 60s and early 70s. The cell components were developed in the late 1970s and early 1980s. The present day carbonate fuel cell construction employs commonly available stainless steels. The electrodes are based on nickel and well-established manufacturing processes. Manufacturing process development, scale-up, stack tests, and pilot system tests dominated throughout the 1990s. Commercial product development efforts began in late 1990s leading to prototype field tests beginning in the current decade leading to commercial customer applications. Cost reduction has been an integral part of the product effort. Cost-competitive product designs have evolved as a result. Approximately half a dozen teams around the world are pursuing carbonate fuel cell product development. The power plant development efforts to date have mainly focused on several hundred kW (submegawatt) to megawatt-class plants. Almost 40 submegawatt units have been operating at customer sites in the US, Europe, and Asia. Several of these units are operating on renewable bio-fuels. A 1 MW unit is operating on the digester gas from a municipal wastewater treatment plant in Seattle, Washington (US). Presently, there are a total of approximately 10 MW capacity carbonate fuel cell power plants installed around the world. Carbonate fuel cell products are also being developed to operate on coal-derived gases, diesel, and other logistic fuels. Innovative carbonate fuel cell/turbine hybrid power plant designs promising record energy conversion efficiencies approaching 75% have also emerged. This paper will review the historical development of this unique technology from milliwatt-scale laboratory cells to present megawatt-scale commercial power plants.     

Life cycle simulation-based economic and risk assessment of biomass-based fuel ethanol (BFE) projects in different feedstock planting areas

Increasing attention is being paid to biomass-based fuel ethanol (BFE) for its contributions to moderating oil crisis, reducing environmental impact, and promoting local economy. This paper aims to assess and compare the economic viabilities and investment risks of three BFE projects in different feedstock planting areas in China. Internal cost models of wheat-based fuel ethanol (WFE) in Central China, corn-based fuel ethanol (CFE) in Northeast China, and cassava-based fuel ethanol (KFE) in Southwest China are developed. The projects’ net cash flow (NCF) and net present values (NPV) are pursued by internal cost model simulation with the Monte Carlo method. According to the simulation results, KFE project is economically viable for its positive expected NPV and its expected internal rate of return (IRR) (12%), while CFE and WFE are not economically viable for their negative expected NPVs. Sensitivity analysis is performed to find out the key determinants of the projects’ expected NPVs and to evaluate their future economic viabilities. The analysis results indicate that CFE has better potential to become economically viable comparing to WFE project. Possible measures to improve the expected NPV of CFE are then proposed.     

喷油器长径比变化对柴油机性能的影响

探讨了喷油器长径比变化对ZH1105柴油机性能的影响。结果表明,长径比变化对柴油机大负荷T况的燃油消耗率和烟度有明显影响。通过对燃油喷雾特性的分析,揭示了喷孔长径比变化影响柴油机性能的原因。