高海拔下预喷策略对甲醇/柴油双燃料发动机燃烧与排放特性的影响

通过搭建甲醇/柴油双燃料发动机专用试验台架,对某4缸高压共轨柴油机进气歧管改造加装喷醇器,系统地研究了2 000 m海拔70%负荷下M0、M10、M15、M20甲醇替代率的预喷策略对双燃料发动机燃烧与排放特性的影响.结果表明：大气压力减小会导致滞燃期延长和缸内燃烧压力下降,甲醇替代率增加会导致滞燃期延长和缸内燃烧压力增大.采用预喷策略结合甲醇喷射,可以提高燃烧压力,降低常规与非常规排放.在最大转矩转速(1 800 r/min)中高负荷(70%,321.3 N·m)下,相比纯柴油模式,20%甲醇替代率滞燃期延长44.76%,NO_x排放降低16.64%,CO和HC排放增加,并出现了甲醇和甲醛非常规排放.滞燃期与预喷正时呈非线性关系,过早或过晚预喷都会使滞燃期延长.各替代率下NO_x排放分别增加了4.77%、4.56%、6.89%、7.05%.增大预喷油量到4 mg,各替代率下滞燃期缩短了55.84%、43.46%、35.58%、23.21%,缸内燃烧压力明显增加,NO_x排放增加了4.76%、5.11%、6.74%、12.51%...     

柴油/甲醇双燃料发动机标定系统设计

针对柴油/甲醇双燃料发动机开发和优化匹配,设计柴油/甲醇双燃料发动机标定系统,具体包括发动机改造、电控单元、通信模块和标定平台4部分。开发完成后经实验验证,设计开发的标定系统能够连续高效运作,快速调控发动机控制参数,同时具备实时监测发动机关键运行参数的功能。该标定系统能满足双燃料发动机开发与优化匹配要求。     

燃烧室形状对柴油-甲醇双燃料发动机碳烟排放的影响

为研究燃烧室形状对柴油-甲醇双燃料发动机混合气的形成,温度分布和碳烟排放的影响,应用KIVA-3V程序对不同几何形状的燃烧室内的燃烧和碳烟排放进行三维数值模拟。计算结果表明：燃烧室的形状对柴油-甲醇双燃料发动机的燃烧过程有着重要影响,缩口燃烧室能够产生较大的旋涡,这有利于混合气的形成,可以进一步加速扩散燃烧,产生较低的碳烟排放。直口燃烧室基本不能够产生旋涡,碳烟排放较高。     

二甲醚/柴油双燃料发动机掺烧比的研究

介绍了二甲醚／柴油双燃料发动机的供油系统实现方案，详细介绍了确定DME(二甲醚)掺烧比的电控方法，同时对DME掺烧比控制与调节系统的可控性和可靠性进行了分析，最后简要介绍了DME掺烧比对柴油机性能的影响情况。     

小功率液化气——柴油双燃料试验系统研制

本文讨论了立式１９５Ｔ液化气－－柴油双燃料发动机的改装、运转及控制原理等问题；详细介绍了双燃料试验系统采用的方案，主要零件的结构和功能以及台架性能试验结果。     

应用柴油／甲醇组合燃烧降低增压发动机排放的研究

在4102增压发动机上采用柴油／甲醇组合燃烧方式进行试验研究、结果表明，采用组合燃烧后增压发动机的NOx和碳烟排放较原机有显著减少．但是，HC和CO较原机有所增加，由于排气温度高于400℃，可以通过催化转化器将其消除．     

甲醇喷射定时对甲醇柴油双燃料压燃式发动机性能的影响

将甲醇作为主燃料,用柴油作为点火燃料,研究了不同甲醇喷射定时对压燃式发动机性能的影响。结果表明:引燃柴油在上止点前21℃A喷射条件下,在上止点前23℃A喷射甲醇时发动机的经济性最佳,缸内的统计最大压力在小负荷时随着甲醇喷射定时提前而降低,在大负荷时随着甲醇喷射定时提前而提高。双燃料发动机的最大压力标准方差随着甲醇喷射定时提前而增大,在上止点前26℃A喷射甲醇时发动机的动力性最佳,气缸内压力波动随甲醇喷射定时提前而变大,当在上止点前29℃A喷射甲醇时点火柴油不能把甲醇燃料可靠点燃。     

甲醇汽油双燃料发动机的怠速性能试验

为了解决城市工况中混合动力用发动机频繁停机/再起动导致排放恶劣的问题,提出以甲醇作为混合动力用发动机快速起动的燃料,并对采用甲醇燃料的发动机快速起动性能进行试验研究.试验用发动机为点燃式进气道喷射自然吸气汽油机,加装一套甲醇喷射系统可作为甲醇发动机,再通过加装一台交流电机来模拟混合动力发动机快速起动过程,采用自主开发的电子控制单元对试验系统进行控制.试验结果表明,相比于采用汽油燃料,采用甲醇燃料时,发动机高转速快速起动阶段消耗燃料的比能耗降低,发动机的火焰发展期和快速燃烧期都有所缩短,起动过程中的碳氢、一氧化碳和氮氧化物排放都明显减少.

     

甲醇-柴油双燃料发电机组的控制与试验研究

针对改装的甲醇一柴油双燃料发电机组,研究了甲醇喷射的控制方法和该机组柴油机转速控制的方法,并开发了控制甲醇喷射的电控装置．试验结果表明,这种控制方法能够将柴油机的转速和发电机的输出电压、频率控制在规定范围内,并保持稳定．     

F6L91 2 Q发动机电控柴油双燃料喷射系统试验研究

为改善柴油发动机的排放性能和实现柴油燃料的转换 ,开发了一种柴油 天然气双燃料电控喷射系统 .该系统采用电磁阀实现多点天然气的进气喷射控制 .针对F6L912Q柴油机设计的系统通过台架试验表明系统可改善柴油机的动力性和排放性能 .外特性平均燃料替代率超过 80 % .双燃料电控系统实用且可实现高天然气替代率工作 ,是改善发动机排放性能的有效方法 .     

Experimental Study on the Performance and Emission of Chinese Small Agricultural Diesel Engine Fuelled with Methanol/Biodiesel/DTBP

中国小型农用柴油机燃用甲醇/生物柴油/DTBP的性能与排放试验研究

李瑞娜^1,2,3,张亮¹,朱佳隆¹,华琰¹,王忠¹

（1、江苏大学汽车与交通工程学院,江苏 镇江212013;

2. 汽车测控与安全四川省重点实验室,成都 610039;

3. 四川省新能源汽车智能控制与仿真测试技术工程研究中心,成都 610039）

摘 要：

为了研究甲醇和生物柴油对小型农用柴油机性能、经济性和排放的影响,分析了甲醇和生物柴油的物理化学性质（十六烷值、低热值、粘度等）。甲醇和生物柴油的性质在一定程度上表现出良好的互补性。当在生物柴油中加入大量甲醇时,甲醇/生物柴油混合物的十六烷值将大幅度降低。由于混合燃料的十六烷值对柴油机的燃烧过程有很大影响,在对甲醇/生物柴油的混合比进行试验后,分别用5%（BM5）、10%（BM10）、15%（BM15）的甲醇添加到生物柴油中制备了混合燃料。选择过氧化二叔丁基（DTBP）作为十六烷值改进剂添加到甲醇/生物柴油混合物中。在BM15中分别加入0.25%、0.50%、0.75%的DTBP。在186FA柴油机上进行台架试验,研究了甲醇和DTBP对发动机性能和排放的影响。结果表明,在额定工况下,与生物柴油相比,BM5、BM10和BM15的NOx浓度分别降低了5.02%、33.85%和21.24%,烟度分别降低了5.56%、22.22%和55.56%,发动机功率降低了5.77%、14.23%和25.41%,比能耗提高了3.31%,7.78%和6.37%。在甲醇/生物柴油中添加DTBP可以将发动机功率恢复到柴油的水平。DTBP对降低比能耗、降低NOx、CO、HC浓度有较好的效果,但排气烟度略有增加。

关键词：甲醇、生物柴油、农用柴油机、燃烧、性能、排放

     

车用柴油机不同热状态下怠速排放试验

对车用柴油机在冷却液温度-30℃、润滑油温度-20℃状态下和冷却液温度85℃、润滑油温度100℃状态下的怠速排放污染物进行了试验研究,分析了排放试验结果差异性的成因．     

车用492M甲醇发动机的试验研究

为了开发汽车代用燃料,在车用492QA汽油机的基础上,开发出车用492M甲醇发动机.采用进气预热来保证燃料的雾化效果和混合气的形成质量、缩短暖机时间;采用M90甲醇燃料和PTC加热器来改善甲醇发动机冷起动性能;采用提高压缩比、选配火花塞、调整点火提前角等多项措施来确保甲醇发动机的动力性、燃料经济性、排放性和工作可靠性,注意严格限制发动机缸内最大爆发压力.492QA汽油机和492M甲醇发动机台架性能试验结果表明:采用上述技术措施,可有效地改善车用492M甲醇发动机的起动性、动力性和热效率,最夫功率增加2.4%,最大转矩增加6.2%,摄高热效率增加20.7%,最高排气温度下降9.4%,从而证明车用492M甲醇发动机的开发是成功的.     

CNG/汽油两用燃料发动机排放试验研究

汽油机燃用CNG燃料的排放状况是广受关注的问题。参照GB18352的试验运转循环工况的规定，在发动机台架上对汽油机燃用CNG的排放污染物进行测试，并利用燃烧分析仪对气缸内燃烧状况进行辅助监测。通过分析CNG发动机在各工况下排放规律表明：调整点火提前角对CO、THC和NOn排放的影响趋势是不同的；若过分注重燃料经济性的CNG稀薄燃烧工况，尽管发动机所排放的CO很低，但THC和NO排放极高。根据GB18352．1-2001中在2001年和2004年分别开始实施的排放限值对CO和HC＋NOx实行不同的削减比例，在开发CNG发动机电控系统时应重点从降低THC和NO排放的角度制定电控策略。     

燃油添加剂对柴油机排放影响的试验研究

柴油机的扩散燃烧方式会产生较高的烟度排放,在燃油中加入少量的燃油添加剂能够改善燃烧过程降低排放.通过在柴油中添加微量的金属添加剂铈(Ce),并在发动机台架上进行实验,研究了Ce对柴油机排放的影响.实验表明,随着Ce的体积分数由5.0×10-5逐渐增加到1.0×10-4,在整个试验转速区间,HC逐渐降低,最多降低41.6％;在低速区,CO降低,最多降低23.4％,在中高速区,则基本与原机相同;在整个试验转速区间,NOx均高于原机,最多增加18.7％,烟度在低速区低于原机,最多降低36.5％,在中高速区则与原机基本相同.     

直喷式柴油机燃用生物柴油的试验研究

生物柴油是一种清洁、可再生的代用燃料．在一台四缸增压直喷式柴油机上进行生物柴油与0。柴油的性能对比试验．在不同转速和负荷下测定生物柴油与0^#柴油的动力性、经济性和排放特性．试验结果表明：与燃用0^#柴油相比，燃用生物柴油时发动机的动力性提高，有效能耗率降低，HC和碳烟排放大幅度下降，NOx排放增加，CO排放在中低转速时有所增大．     

直喷式柴油机燃用生物柴油的试验研究

生物柴油是一种清洁、可再生的代用燃料.在一台四缸增压直喷式柴油机上进行生物柴油与0#柴油的性能对比试验.在不同转速和负荷下测定生物柴油与0#柴油的动力性、经济性和排放特性.试验结果表明:与燃用0#柴油相比,燃用生物柴油时发动机的动力性提高,有效能耗率降低,HC和碳烟排放大幅度下降,NOX排放增加,CO排放在中低转速时有所增大.     

掺烧乙醇对柴油机动力性和经济性的影响

通过在YC6J180-21型柴油机上进行对比试验,研究了乙醇以不同比例掺入柴油混合燃烧时对柴油机动力性能和经济性的影响.研究结果表明:与燃用纯柴油相比,柴油机燃用低醇含量的乙醇/柴油混合燃料时,动力性略有降低,混合燃料的当量油耗率显著下降.     

柴油机气道稳流试验的测量方法

在稳流模拟试验台上 ,利用 3种涡流计测量了缸内涡流 ,利用 3种试验方法对气道的性能进行了测定 ,分析了涡流计型式对缸内涡流转速测量的影响 ,对 3种气道试验方法进行了比较。动量式涡流计测量值没有大幅度波动 ,且始终高于叶片式涡流计的测量值 ;叶片式涡流计测量值随测量位置的变化波动较大 ,矩形叶片变化幅度较哑铃形叶片变化幅度大。用Ri cardo试验方法和AVL试验方法测得的无量纲涡流值 ,在整个气门升程范围内均比用动量矩法测得的涡流值小 ,而且气门升程越大 ,差值也越大。用Ricardo试验方法测得的涡流值大于用AVL试验方法测得的涡流值