柴油机喷油提前角对燃烧性能的影响研究

柴油机要满足日益严格的排放法规的要求,就必须在提高其动力性的基础上,节省油耗,降低排放;对柴油机燃烧室内的流场进行研究是达到上述要求行之有效的方法之一。应用AVL-FIRE软件对某型柴油机的缸内燃烧过程进行了仿真模拟,计算得到了不同喷油提前角下柴油机指示功率、有效油耗、缸内压力、燃烧放热率、缸内温度和排放物的变化规律。     

某型相继增压柴油机缸内燃烧数值模拟研究

利用FIRE软件建立了某型相继增压柴油机燃烧及排放仿真计算模型,研究了不同负荷对燃烧排放的影响以及相继增压切换点的燃烧与排放性能,分析了缸内压力、温度等参数随曲轴转角的变化以及SOOT、NO等的分布情况。结果表明:随着负荷的增加,燃烧滞燃期缩短,缸内温度、压力、放热率、SOOT以及NO排放均增加;相继增压柴油机在1TC工况时,混合气更加均匀,燃烧更加完全,因此做功能力高于2TC,燃烧温度和放热率均低于2TC,NO及SOOT排放性能均优于2TC工况。     

柴油/乙醇混合燃料对发动机排放性能分析

介绍了在柴油中混合不同比例的乙醇对柴油机CH、NOx和碳烟排放的影响.采用柴油/乙醇制成不同比例乳化燃料在一台直喷、增压、中冷柴油机上进行试验.试验结果表明随着乙醇掺烧比例的增加,HC排放逐渐的增加,尤其在小负荷工况范围内,HC排放恶化严重;NOx排放在小负荷工况下有所改善;发动机碳烟排放逐渐的降低.     

甲醇/PODE预混合引燃模式在防爆柴油机上的研究

为了改善防爆柴油机的燃烧和排放特性,在一台防爆改造后的柴油机上,进气道喷射甲醇,缸内直喷聚甲氧基二甲醚,研究甲醇质量比对聚甲氧基二甲醚/甲醇预混合引燃模式的影响。试验结果表明:采用聚甲氧基二甲醚/甲醇预混合引燃模式的防爆柴油机,随着甲醇质量比增加,燃烧始点晚于采用单燃料压燃模式时的燃烧始点,但是燃烧速度快,压升率峰值升高,放热率曲线呈现单峰形,放热率峰值与原机相比提高142%。同时,随着甲醇质量比增大预混合引燃模式对NO_x和碳烟排放的trade-off关系明显缓解,当质量比大于40%时,与原机单燃料模式相比碳烟和NO_x排放大幅降低。     

EGR对混合燃料燃烧特性影响的试验研究

PODE3-4具有高十六烷值、高可燃性和高含氧量,正戊醇相比甲醇和乙醇,具有更高的十六烷值且与柴油互溶更好,这两种是具有潜力的柴油新型代用燃料。在试验台架上研究两种替代燃料(DP20、DPPt20),在不同EGR下对发动机燃烧特性的影响规律。结果表明:提高EGR缸内平均压力呈现下降趋势,峰值对应的曲轴转角向后移,放热速率变慢;EGR固定,DP20对比纯柴油,缸压峰值和放热率峰值有所上升;掺混正戊醇后的DPPt20,放热始点滞后,着火时刻延迟。     

可变下止点式VCR柴油机燃用生物柴油的性能研究

通过某柴油机试验数据建立三维数值燃烧模型,运用AVL-Fire模拟可变下止点式VCR柴油机的缸内燃烧。通过改变下止点来改变压缩比,当活塞行程(压缩比)增大或减小时,缸内空气总量相对应地增大或减小。结果表明：可变下止点式VCR柴油机可以显著提升缸内平均燃烧压力,降低缸内平均燃烧温度,降低NOx与SOOT的排放;在活塞行程为0.082m时燃用纯柴油与活塞行程为0.112m时燃用B20混合燃料相比,缸压峰值能够提升40.52%,NOx可降低41.40%,SOOT可降低81.80%。     

喷油孔直径对柴油机燃烧及排放的影响

喷油孔直径是影响柴油机排放性能的关键因素之一,虚拟技术已经成为解决该问题的重要手段。在一台高压共轨直喷国Ⅳ柴油机上,研究了喷油孔直径变化对柴油机燃烧、排放性能、经济性及动力性的影响规律。结果表明,减小喷油孔直径可形成细小的油滴,缸内湍流动能变大,提高混合质量,同时缸内压力和燃烧温度增加,NOx排放恶化,而Soot排量减少;喷油孔直径减小使得燃油消耗率先增大后减小,扭矩则是先减小后增大,喷油孔直径为0.17mm时经济性和动力性最差,是因为孔径较大造成混合气不均匀及燃烧较差,使得缸内温度和爆发压力低。     

掺混生物柴油对压燃内燃机燃烧性能及排放的影响

本文主要就掺混生物柴油对压燃内燃机燃烧性能及排放的影响进行探究,采用三维数值模拟代码耦合的KIVA4-CHEMKIN程序进行辅助计算,研究在不同转速条件下改变生物柴油与柴油的掺混比例对燃烧过程及排放的影响,旨在开发出一种新的燃烧技术,为节能环保事业做出一份贡献。     

基于EGR的高压共轨柴油机排放性能仿真研究

采用工作过程联合燃烧分析的方法,分析了EGR对TBD234共轨柴油机排放性能的影响。利用工作过程分析软件对配有EGR系统的TBD234柴油机进行建模及仿真分析,将计算结果作为初始条件对柴油机缸内燃烧过程进行燃烧计算分析,研究了不同EGR率下共轨柴油机排放特性。结果表明,随着EGR率的增加,NOx的排放显著降低,但soot生成量明显提高,燃烧过程的最高压力和最高温度降低,放热速率减小,燃烧进行变缓。当EGR率达到0.4时NO的生成量降低到原机的2.25%,但是soot的生成量几乎是EGR率为0.3时的两倍,所以在较高负荷情况下应该采用小EGR率。     

生物柴油燃烧循环变动特性试验研究

对柴油机燃烧大豆生物柴油、0#柴油及乙醇与生物柴油的混合燃料的循环变动进行了对比分析,结果表明柴油机燃烧B100时,在小负荷工况出现较大的循环变动,中高负荷工况燃烧B100的各类COV都低于D100。在大豆生物柴油中混合乙醇作为燃料,对低负荷工况的循环变动有较大的影响,对中高负荷工况的循环变动影响不大。添加10%的乙醇既能降低柴油机燃烧的粗暴程度,又能使柴油机燃烧更为稳定。     

葵花籽油-柴油混合燃料的排放特性试验研究

以S195柴油机为试验机型,在柴油中掺入10％、20％和30％体积比的葵花籽油配置成混合燃料,进行台架试验,测量并分析排放试验数据.试验表明葵花籽油-柴油混合燃料能改善缸内燃烧,降低NOx和碳烟的排放.     

甲醇清洁燃料在防爆柴油机上的应用研究

为改善煤矿井下环境污染,推进智慧矿山、清洁矿山,同时降低防爆胶轮车的维护成本,研究防爆柴油机清洁代用燃料势在必行.本文通过对防爆柴油机进、排气系统结构和缸内燃烧分析,结合性能试验,研究了不同比例的甲醇柴油燃料对防爆增压柴油机排放性能改善.     

喷孔直径对柴油机燃烧特性影响的仿真分析

应用三维CFD模拟软件FIRE对柴油机燃烧过程进行数值模拟,研究喷孔直径对燃烧过程及对NOx和碳烟生成的影响。结果表明:不同喷孔直径对油气混合气速度场分布,燃烧缸内温度、压力和排放均有影响,通过分析最终确定喷孔直径为0.35mm,柴油机性能最佳。仿真计算对优化喷射系统以及结构参数,对提高柴油机性能具有重要的意义。     

预喷射技术对生物柴油发动机热性能的优化

利用GT-suite软件对某柴油机燃用生物柴油在特定工况下采用预喷射方案缸内工作过程进行了数值计算，测定了不同掺合比生物柴油理化特性，分析了不同掺合比、预喷量和预喷-主喷间隔对燃烧过程的影响。研究结果表明，柴油机扭矩随着生物柴油掺合比增大而下降；在主喷角不变时，不同掺合比生物柴油对应主喷阶段放热率变化较小；相同预喷-主喷间隔和掺合比生物柴油时，随着预喷量增加，预喷阶段放热率峰值增大，主喷射阶段放热率峰值降低且前移；相同主喷角和掺合比生物柴油时，不同预喷-主喷间隔生物柴油放热率曲线形状趋于一致，预喷阶段放热率随着间隔角增大而前移。预喷射能有效地降低发动机排放，综合扭矩、放热率与排放值确定B5-5%-20方案为改善该柴油机在2200r·min^-1工况下最优预喷射方案。     

生物柴油喷油器变参数研究

应用三维CFD软件FIRE,修正了柴油机燃烧生物柴油的喷油器的喷雾模型,模拟了生物柴油的燃烧过程,探讨了喷雾锥角、喷孔直径和喷油提前角对燃烧生物柴油的气缸压力和放热规律的影响。结果表明:喷雾锥角增加,喷孔直径减小,喷油提前角增大,气缸内最大压力升高率增加;随喷雾锥角、喷孔直径和喷油提前角的增大,燃烧放热的峰值降低。计算结果对燃用生物柴油的柴油机的喷油器的试验和分析提供了依据。     

柴油机燃用混合燃料理化特性分析

为研究生物柴油、乙醇作为柴油替代燃料的可行性,本文开展了柴油-生物柴油-乙醇的互溶性试验及理化特性检测。试验结果表明：为保证在8℃时不出现分层,则柴油中单独掺混乙醇的比例不应超过10%;为使得乙醇和柴油能够以任意比例互溶,生物柴油的加入量随着温度的升高而逐渐降低;随着乙醇的加入量增加,混合燃料的黏度减小;混合燃料与聚苯乙烯材料产生一定的反应,破坏容积壁面结构,降低乙醇与柴油的互溶性。为保证混合燃料的互溶性、润滑性及着火性,乙醇的添加比例不应超过30%,而生物柴油的添加比例不宜大于乙醇。     

醇醚燃料组合燃烧模式下发动机燃烧特性研究

对一台CY25柴油机进行改造,加装进气道喷嘴。利用均质混合气引燃组合燃烧模式的优势,用高十六烷值的聚甲氧基二甲醚引燃甲醇空气预混合气。研究压缩比对不同甲醇占能比下燃烧始点、燃烧持续期、放热率、压力升高率、缸内压力及相位的影响。研究表明,甲醇高汽化潜热值导致燃烧初期缸内温度降低,燃烧相位后移,不同压缩比下各燃烧特性随甲醇占能比提高,变化趋势相同,波动幅度存在差异,随着压缩比升高放热率峰值、压力升高率峰值、缸内压力峰值、缸内温度峰值最大增幅达34.9%、41.8%、30%、25%,同时对发动机经济性进行了分析。     

燃油喷射参数对柴油机燃烧排放的影响

为了研究不同喷射规律和喷油提前角对柴油机燃烧排放性能的影响,采用三维流体数值分析软件AVL FIRE建立了某型柴油机的燃烧计算模型。结果表明:相较于方波喷油规律,原机喷油规律最高燃烧温度、最高燃烧压力和NO排放均较低,但Soot排放较高;随着喷油提前角的增大,滞燃期延长,缸内最高燃烧压力和最高温度也随之升高,燃烧初期缸内压力升高较高,适当延后喷油时刻可以降低NO排放。     

喷油提前角对柴油机性能影响的实证研究

利用三维仿真软件AVL-FIRE对柴油机燃烧过程进行数值仿真。通过研究喷油正时对缸内混合气形成、压力、温度以及NO和Soot排放的影响,获得喷油正时对柴油机燃烧及排放特性的影响规律。结果表明:喷油提前角对缸内混合气的形成及燃烧有着显著影响,进而影响柴油机的动力性和排放性能;通过实验与仿真对比,可快速有效地实现喷油提前角的优化。     

汽柴油双燃料发动机燃烧性能试验研究

基于一套经改造的汽柴油混合双燃料发动机系统,在柴油发动机进气道安装汽油喷射系统实现缸内均质的混合气制备,通过上止点直喷柴油控制燃烧相位,通过调整汽柴油比例及EGR比例研究双燃料发动机燃烧性能。研究显示:相比原机,汽柴油比例增大,排气温度降低,当汽柴油比例提高到65%时,呈现出低温燃烧效果,同时降低NOx和碳烟的排放,燃烧持续期缩短,最大压力升高率增大,但是整体燃烧效果更优;从EGR特性及其对缸内燃烧过程和发动机燃烧性能的影响来看,此款双燃料发动机在小负荷时宜采用热EGR,在大负荷时宜采用冷EGR;双燃料发动机进气温度提升对燃油消耗率和碳烟并没有明显影响,而对于NOx来说,进气温度会改善发动机燃烧性能提升缸内燃烧温度,进而NOx排放会出现恶化现象。