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.     

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.     

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。     

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.     

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。     

柴油-甲醇组合燃烧技术在发电机组产品开发中的应用

对一台增压中冷柴油机进行改装,使其采用柴油-甲醇组合燃烧（Diesel-Methanol Compound Combustion,DMCC）方式运行。发动机台架以及装机运行试验的结果表明：发动机的双燃料模式平稳、可靠,动力性与原纯柴油相同,调速特性满足机组使用要求;与纯柴油相比,双燃料模式的燃料经济性在中高负荷时显著提升,在低负荷时较低;双燃料模式下的碳排放比在纯柴油工况下的碳排放降低约11.4%,PM和NO_x排放明显低于纯柴油模式,NO_x排放需要进一步优化;全工况下CO和HC排放量均大幅增加,所以为满足法规需要加装后处理系统;按照机组视在功率为300 kW运行时,双燃料模式的燃料经济性改善14.5%,大幅度降低发电成本。     

用激光技术研究燃油喷雾的粒径分布

介绍用激光全息摄影技术研究130型直喷式柴油机的喷油咀针阀开启压力和高压油泵柱塞直径对低惯量喷油器燃油喷雾的影响,并用激光快速滴谱分析装置处理了该燃油雾场的油滴尺寸分布。研究结果表明,提高启喷压力和增大柱塞直径均可以改善燃油的雾化均匀度。在高启喷压力下,直径在15～30μm的油滴占了绝大部分,滴径分布较窄,而低启喷压力时分布较宽。相比而言,增大供油速率(柱塞直径由φ11mm增大至φ12mm)对雾化均匀度的改善程度不如启喷压力影响得大。     

电动增压器减少柴油机加速烟度的试验

柴油机在突然加速或加载过程中,进入气缸中的空气量跟不上加油量的变化速率,使瞬态过量空气系数以及混合气形成质量下降,导致燃烧不良,排放烟度恶化.通过在原进气管并联一电动增压器,改变发动机由自然进气为电动增压进气,从而增加加速时的进气量.试验结果表明,按照车用柴油机加速工况,选择恒转矩加速和恒转速加载两种瞬态工况在台架上进行进气增压试验,电动增压器在两种加速工况能够实现快速补气,改善柴油机燃烧质量,降低排放烟度,并提高其动力性,尤其在低转速和大转矩工况下效果明显.     

柴油机加速过程快速补气的电动增压器设计及其特性

为解决增压柴油机因传统增压器在加速时反应迟滞所带来的冒烟问题,研制了一台由高速无刷电动机独立驱动的电动增压器,转速范围从6．0～24．0 kr/min,最大流量达到0．1 kg／s。针对电动机的结构特点对电动增压器进行新颖的结构设计,使安装方便,简化了传统增压器所需的润滑措施。利用热线风速仪测定了其出口处在不同的转速下稳态时速度分布,分析稳态质量流量与增压比在不同转速下的变化趋势,并在不同的起动时间内(10 s,15 s,20 s,25 s)测定其瞬态响应,对其瞬态流量特性进行初步的研究,为柴油机在加速试验时与电动增压器匹配提供依据。研究结果表明,该电动增压器具有响应速度快、流量大、不受发动机工况所控制等特点,为降低其排放烟度、改善其加速性能提供一条可行的途径。