铜基/钯基催化剂甲醇裂解气发动机性能

以一台点火式电控发动机为原型机,在其排气管上串接一甲醇裂解器,利用废气余热裂解甲醇制取裂解气,然后作为发动机燃料.在改造后的发动机上,分别进行了铜基和钯基催化剂作用下甲醇裂解为裂解气的应用性能研究.结果表明,铜基或钯基催化剂裂解气发动机动力性能够达到原机95％以上,裂解气发动机当量燃料消耗率较之汽油机下降了24％左右,在仅用前级催化转化器时发动机碳氢(HC)排放和一氧化碳(CO)排放仅为原机的10％左右,氮氧化物(NOx)排放为原机的20％左右.与铜基催化剂相比,钯基催化剂裂解气发动机性能更好,而且其催化裂解效率、可靠性、催化剂附着性等方面均优于前者.     

甲醇低压喷射射流特性试验

在定容弹上利用高速摄影进行不同背压下3种喷油器的甲醇低压喷射射流特性试验。测量3种喷油器不同背压下单次喷射的甲醇质量。使用Matlab软件对数字图像进行后处理,测取射流贯穿距离和射流锥角。结果表明,甲醇射流的贯穿距离、射流锥角和单次喷射的甲醇质量随背压的增加而减小。当背压增加到0.15 MPa以上时,射流贯穿距离快速减小。在喷射初期,射流的锥角较大,随着射流的发展,锥角以波动形式向减小方向变化,最后趋于3.8°。3种喷油器的质量流量随背压的变化符合伯努利方程的变化趋势。2孔和4孔喷油器的质量流量比伯努利方程的理论计算数值大。当背压达到与喷射压力相同的0.3 MPa时,3种喷油器喷射的甲醇质量随喷射时间的增加趋于定值。     

柴油/甲醇二元燃料发动机缸内燃烧数值模拟

为研究柴油/甲醇二元燃料的缸内燃烧过程,基于对二元燃料燃烧特征的分析,发展了湍流耦合反应动力学的柴油/甲醇二元燃料缸内燃烧机理和燃烧模型.基于一个已有的甲醇/正庚烷二元燃料燃烧机理,进一步提高了机理的预测精度,燃烧模型通过计算混合时间尺度和化学反应时间尺度来衡量燃烧的受控因素,其中化学反应时间尺度以熵增率衡量.通过发动机试验对模型进行了标定和验证,结果表明:该燃烧机理和燃烧模型能够很好地对纯柴油和柴油/甲醇二元燃料燃烧过程进行预测,包括随着甲醇比例的增加,滞燃期延长,甲醇火焰传播预混燃烧放热峰值逐渐明显.采用直接求解化学反应而不考虑湍流的燃烧模型,对燃烧进程的预测结果则随着甲醇量的增加而逐渐高于试验值.     

改善车用增压发动机加速性的技术发展

讨论了改善涡轮增压发动机低速扭矩特性及加速性,降低加速排放烟度所采取的各种技术方案,及其发展情况。经分析表明电动增压器具有更大的发展潜力,能够更有效地改善车用增压发动机的工作特性,满足更严格的排放标准。     

甲醇不同替代比率对DMCC排放影响的试验研究

对比研究了加装氧化型催化转化器后,甲醇对柴油的不同替代比率条件下柴油/甲醇组合燃烧(DM-CC)系统发动机排放的差异.试验结果表明,为使DMCC发动机的Nox、THC和CO的综合排放最优,在低负荷时,替代率不宜超过22%;中等负荷时,保持35%的替代比率较为理想;大负荷时,替代率可以增加,但不宜超过50%.研究发现,起燃温度较低的氧化催化转化器对全面改善DMCC发动机排放起着非常重要的作用.本研究结果为使DMCC燃烧方式实现低排放提供了重要途径.     

添加含氧燃料对正庚烷火焰特性的影响研究

利用定容燃烧弹系统,在定容、预混、理论空燃比的情况下研究正庚烷、MTBE/正庚烷和乙醇/正庚烷的预混燃烧过程.通过高速摄像系统拍摄了正庚烷、MTBE/正庚烷和乙醇/正庚烷的层流预混阶段火焰传播过程,通过对比燃烧火焰照片和对应的压力曲线,计算分析了3种燃料的滞燃期,层流火焰传播速度和马克斯坦长度等,并且分析比较它们之间的差异.结果表明,庚烷中加入MTBE和乙醇后,拉伸和无拉伸层流火焰传播速度加快,马克斯坦长度增加,火焰的稳定性增强.     

生物柴油/甲醇混合燃料对柴油机性能与排放的影响研究

在一台4缸直喷式柴油机上研究了超低硫柴油、生物柴油及后者与甲醇的混合燃料对发动机性能、气体及微粒排放的影响。生物柴油由餐饮废油制取,除单独使用外和甲醇按体积比90：10和80：20混合后使用。在最大扭矩转速1800 r.m in-1时,在5个不同负荷下,比较了不同燃料热效率及CO、HC、NOx以及微粒质量浓度,微粒的总数量及平均几何粒径。结果表明,和超低硫柴油相比,生物柴油及其和甲醇的混合燃料的热效率增加,NOx和微粒质量、数量浓度的排放降低,但HC、CO和NO2排放升高;同时,随着甲醇混合比例的增加,HC、CO和NO2的排放成比例增加,微粒的质量浓度及数量浓度进一步降低,热效率及NOx几乎保持不变。     

进气喷甲醇降低柴油机加速冒烟的研究

针对柴油机瞬态工况排放黑烟的现象,采用同步往进气道喷甲醇加以抑制的方法进行了研究.为此开发了一套根据发动机工况变化的甲醇喷射的电控系统.在一台高速非增压直喷柴油机上对进气喷甲醇和纯柴油的瞬态烟度排放两种情况进行了试验对比研究.结果表明,以城市公交车的起步加速和加载加速工况以及发动机高低转速下的增转矩瞬态工况为对象,进气喷甲醇的方法可以减少烟度排放达到50%以上,说明采用进气喷甲醇为柴油机解决冒黑烟问题提供了一种技术途径.     

三基色测温法在柴油机燃烧温度场测量中的应用研究

应用三基色测温方法处理了由高速摄像机在一台光学发动机上记录下的数学式燃烧图像的温度场,并就该测量系统的标定和测量方式进行了讨论。研究结果表明,采用三基色测温法分析出的缸内燃烧温度场分布与实际情况相当一致。由于该方法具有能准确、直观、迅速地得出火焰温度场分布规律等优点,所以适用于分析像内燃机这类高速变化的燃烧过程,从而为认识内燃机的燃烧机理提供了一个有效的工具。     

用高速摄影技术研究直接喷射式柴油机的燃烧过程

本文介绍了作者等用高速摄影法研究直接喷射式柴油机燃烧过程的试验研究结果。试验是在一台改装过的单缸柴油机(缸径105mm,行程120mm)上进行的。在不同针阀开启压力(18～30MPa)和不同涡流强度下拍摄了火焰照片,并测取了示功图。试验结果表明,在用中等启喷压力(22～26MPa)时,具有较短的燃烧持续期、较低的最高爆发压力P_z和较小的最大压力增长率((dp)/(dφ))_(max),而且在这一启喷压力范围内涡流强度的变化对燃烧过程的影响较小。根据试验结果可以认为,对于每一直接喷射式燃烧系统来说,存在一个最佳的燃油启喷压力。这一压力高于现在一般直接喷射式燃烧系统所用的数值,但也不宜过高。