柴油机燃用二元煤基燃料的燃烧和碳烟排放特性

为缓解石油短缺现状并降低柴油机有害物排放,采用二元煤基燃料在1115型单缸柴油机上进行了甲醇均质混合气F-T柴油引燃燃烧试验,对比分析了不同F-T柴油供油时刻和引燃量对燃烧和碳烟排放的影响。研究结果表明:随着供油时刻由16°CA BTDC提前至24°CA BTDC,碳烟排放最高降低27%,滞燃期变长,燃烧持续期先减小后增大,放热率中心先靠近后远离上止点;随着引燃量的增加,放热率中心缓慢接近上止点,滞燃期和燃烧持续期变短,中低负荷下,碳烟排放趋于平稳,高负荷下,碳烟排放逐渐变大。通过调整F-T柴油的供油时刻和引燃量可以对燃烧和碳烟排放进行匹配优化。     

甲醇均质混合气F-T柴油引燃发动机排放特性研究

针对F-T柴油和煤基甲醇在发动机中燃烧时的各自优势,在一台CY25TQ型柴油机上,研究了甲醇占能比及F-T柴油喷油时刻对甲醇均质混合气F-T柴油引燃燃烧方式下发动机排放特性的影响。试验结果表明:随甲醇占能比增加,碳烟和NOx排放明显下降,而THC,HCHO,CO排放上升;F-T柴油喷油时刻提前,CO和NOx排放上升,而碳烟,HCHO,THC排放呈先降低后升高趋势。     

甲醇质量比对防爆柴油机预混合引燃模式燃烧特性的影响

针对甲醇、聚甲氧基二甲醚和F-T柴油的各自优势,为提高能量转化效率,在改造后的CY25防爆柴油机上研究甲醇质量比对甲醇/聚甲氧基二甲醚、甲醇/F-T柴油预混合引燃模式燃烧特性的影响。研究结果表明:随着甲醇质量比的增加,甲醇/聚甲氧基二甲醚燃烧模式的比油耗增大,有效热效率降低;在甲醇质量比小于60%时,随着甲醇质量比的增加,甲醇/F-T柴油燃烧模式的比油耗减少,有效热效率升高;随着甲醇质量比的增加,两种预混合引燃模式的燃烧相位均后移,与单燃料原机燃烧模式相比,甲醇/聚甲氧基二甲醚燃烧模式下的缸内压力峰值和瞬时放热率峰值的最大升幅分别为9.5%和142%,甲醇/F-T柴油燃烧模式下的缸内压力峰值和瞬时放热率峰值的最大升幅分别4.24%和99.7%。     

甲醇燃料低速机性能仿真研究北大核心CSCD

基于某型低速柴油机,利用CONVERGE仿真软件建立了柴油模式缸内燃烧模型,并根据试验数据进行了燃烧模型标定。在标定的柴油模式缸内燃烧模型的基础上,将3个甲醇喷射器和3个引燃柴油喷射器安装在缸盖上,每个甲醇喷射器与引燃柴油喷射器成30°夹角安装,开展了柴油引燃甲醇燃烧模式缸内燃烧模拟,在100%负荷下研究了甲醇喷射器喷孔大小、引燃柴油喷射正时对发动机着火及燃烧过程的影响及与原柴油模式的对比。研究表明:甲醇喷射持续期为25°时,可以得到与原柴油机相近的缸内峰值压力水平;甲醇喷射正时不变的情况下随着引燃油喷射正时的提前角减小,发动机整体性能呈下降趋势,但下降幅度较小。     

引燃柴油量对甲醇/柴油双燃料发动机性能和排放的影响

在一台TY1100型直喷柴油机上,开展了引燃柴油量对柴油引燃甲醇双燃料发动机性能和排放影响的研究。试验结果表明:引燃柴油比例为28.9%~48.2%时,发动机可获得较好的动力性,甲醇质量掺比可达73.3%~83.2%。与原柴油机相比,双燃料发动机的碳烟排放大幅度下降,NOx排放降低,而HC和CO排放增加。高负荷时发动机有效热效率增加而CO排放基本相当。在同一引燃柴油量下,HC排放呈先增加后减少的趋势,增加引燃柴油量,可以提高发动机低负荷时的有效热效率和降低HC排放,但在全负荷时,会导致NOx排放增加。     

机车中速柴油机应用柴油/甲醇二元燃料的燃烧特性研究

在一台机车中速柴油机上,采用进气歧管喷射甲醇的方式,研究了不同转速与负荷下柴油/甲醇二元燃料燃烧特性。研究结果表明:随着甲醇喷射量的增加,滞燃期延长,燃烧持续期缩短,中低负荷时燃烧呈单峰快速放热,高负荷下预混燃烧比例有所提高,但仍保持双峰放热规律;同时,二元燃料燃烧方式下的最高燃烧压力与压力升高率均高于原机,最高燃烧温度也随着甲醇喷射量的增加而升高;此外,二元燃料燃烧的热效率与负荷密切相关,在600r/min时有效热效率随着甲醇的喷入而降低,且随着替代率的升高其降幅加大,在33%替代率时下降了9.06%,但在1000r/min标定负荷时有利于热效率的提高,升幅达到0.36%。     

直喷式柴油机燃用F-T柴油时的性能与排放

煤通过Fischer-Tropsch（F-T）合成可以获得十六烷值高、硫和芳香烃含量极低的F-T柴油.在一台未作改动的单缸直喷式柴油机上对燃用F-T柴油时发动机的性能和排放进行了研究.结果表明,在相同工况下与燃用常规柴油相比,燃用F-T柴油时的滞燃期较短,预混燃烧放热峰值较低,扩散燃烧放热峰值较高,最高燃烧压力略低,最大压力升高率显著下降,燃油消耗率和热效率都得到了改善.燃用F-T柴油可同时降低CO、HC、NOx和碳烟排放,其中NOx和碳烟排放分别平均降低了16.7%和40.3%.研究表明F-T柴油是柴油机优秀的清洁代用燃料.     

柴油机燃用F-T柴油与0号柴油混合燃料的燃烧特性

根据实测的喷油器针阀升程和示功图,开展了直喷式柴油机燃用F-T柴油与0号柴油混合燃料时燃烧特性的研究．试验用燃料为0号柴油、含25%和50%F-T柴油的混合燃料以及100%F-T柴油．结果表明,在相同工况下,随着混合燃料中F-T柴油比例的增加,喷油延迟角增大,而喷油持续期变化不大．滞燃期随着F-T柴油比例的增加而缩短,其中当F-T柴油的比例由0增至25%时,滞燃期缩短最为明显,此后进一步增加F-T柴油的比例,滞燃期缩短幅度减小．随着混合燃料中F-T柴油比例的增加,预混燃烧放热峰值降低,扩散燃烧放热峰值增大,燃烧持续期略有延长,缸内最高燃烧压力和气体最高平均温度降低,最大压力升高率显著下降,发动机的燃烧噪音和机械损失减小,有效燃油消耗率和有效热效率得到改善．     

F-T柴油对直喷式柴油机燃烧和排放的影响

在两种不同供油提前角下研究了燃用F-T柴油对直喷式柴油机燃烧和排放特性的影响,结果表明:发动机不做任何调整时,与0号柴油相比,燃用F-T柴油的滞燃期较短,预混燃烧放热峰值较低,扩散燃烧放热峰值较高,最高燃烧压力和最大压力升高率较低,燃油消耗率和热效率都得到了改善,HC、CO、NOx和碳烟排放同时降低。当供油提前角推迟3℃A时,燃用F-T柴油燃烧持续期明显缩短,预混燃烧放热峰值、最高燃烧压力和最大压力升高率进一步降低,扩散燃烧放热峰值略有升高,燃油消耗率变化不大,NOx排放进一步降低, HC、CO和碳烟略有增加,其中HC排放与原柴油机相当,而CO和碳烟仍远低于原柴油机。     

甲醇预混合气F-T柴油引燃发动机压力振荡研究

为有效降低预混引燃双燃料发动机的压力振荡,对甲醇预混合气F-T柴油引燃发动机的爆震和粗暴燃烧及循环变动进行研究。试验结果表明:缸压信号的功率谱密度曲线并结合带通滤波方法可以很好地反映爆震和粗暴燃烧的结果;当甲醇占能比为0.62,较大压缩比下,发动机压力波动较小;随甲醇占能比增加或压缩比降低,爆发压力循环变动均会出现先升后降趋势,供油推迟有利于降低爆发压力循环变动。协调甲醇占能比、供油提前角、压缩比,对有效降低预混引燃发动机压力振荡具有重要意义。     

一种超清洁柴油机代用燃料——F-T柴油

综述F-T油的制造过程与特性,并就F-T油和标准柴油在柴油机中的燃烧和排放特性进行比较;指出F-T油是一种优秀的超清洁柴油机代用燃料,在我国发展具有特别重要的意义。     

甲醇替代柴油 破解柴油紧张之局

本文从甲醇的资源、可获得性、运输性和在柴油机上采用甲醇/柴油组合燃烧后的燃料费用及其对有害物质与温室气体排放影响等多个角度,全面阐述用甲醇替代柴油的可行性,并指出用甲醇替代柴油不仅可以缓解柴油供应紧张,而且有利于调节不合理柴汽比,同时为国家实施立足于自身资源、多元化发展的能源战略提供更合理的途径。     

甲醇作为发动机燃料的使用方法

总结了甲醇作为发动机燃料使用的几种方法,分析了各种使用方法的特点,认为甲醇混合燃料是当前最为经济可行的方法,由于受燃料供应体系的限制,甲醇发动机和甲醇灵活燃料汽车目前只能在一定范围内使用,广泛推广尚需一个较长的过程,而甲醇燃料电池汽车虽然目前成本较高,但却代表了未来汽车动力的发展方向.     

Fuel cell techno-personal milestones 1984–2006

This paper is based on my award acceptance talk on the occasion of receiving the Grove Medal for Fuel Cell Science and Technology, at the 2006 Grove meeting in Torino, Italy. I chose to name the talk: “Fuel Cell Techno-Personal Milestones 1984–2006”, trying to reflect on important milestones in the history of the science and technology of hydrogen/air and methanol/air polymer electrolyte fuel cells, in which I was fortunate to be involved for over 20 years.     

甲醇燃料——最具竞争力的可替代能源

从能源安全和环境问题的角度，指出用清洁燃料替代石油势在必行；分析了各种石油替代能源，指出煤制甲醇是最具竞争力的可替代能源；进一步分析了甲醇燃料的动力性能、毒性和对环境的影响，并分别比较了煤变油与煤制甲醇清洁燃料，甲醇燃料与石油燃料；最后得出的结论是：世界各国都将推行煤制甲醇燃料的技术路线，用于解决石油替代能源的问题。     

高效清洁安全的车用替代能源──车用甲醇燃料

汽车是人类最重要的道路运输和乘用工具,其动力主要来自于汽柴油等液体燃料。而甲醇除了来源广,体量大,纯度高,输送便利外,在点燃式内燃机的使用性能方面与汽油相比,显示出优良的燃烧性(燃烧充分)、动力性(高效节能)、环保性(排放清洁)和安全性(与乙醇相当)。本文列举了甲醇燃料特性数据及上海焦化公司甲醇燃料在甲醇车上试验数据,充分论证甲醇燃料是最现实的车用替代能源。而要完美实现甲醇燃料替代需要从汽车和燃料二个方面解决好的相互适应性问题。     

甲醇/柴油双燃料发动机的性能

在一台柴油机基础上，采用气道口电控喷射甲醇，缸内柴油引燃甲醇的方式，开发了电控甲醇／柴油双燃料样机，并通过发动机台架实验，研究了柴油／甲醇双燃料燃烧模式在燃烧特性、燃油经济性及排放性能方面的特点．与原发动机相比，双燃料模式的最高爆发压力下降，压力升高率上升，排烟和NOx大幅度下降，但THC和CO排放均升高．该方法能使甲醇喷射量得到精确控制以便燃烧达到最佳状态，是甲醇／柴油双燃料发动机可行的技术方案．     

煤基甲醇燃料及其醚类衍生物的产业开发前景分析

对煤基甲醇燃料及其醚类衍生物的产业开发前景进行了初步分析。认为全面开发甲醇汽油虽然具有低成本的比较优势,但大面积推广甲醇汽油的主要问题是将面临很大的风险。相对而言,二甲醚等醚类衍生物是一类更为现实和适合国情的煤基燃料品种。用科学发展观指导我国石油替代燃料产业开发的核心是实践,只有通过实践和示范工程,在取得丰富经验以后．才能指导这个产业的有效发展。     

Fuel sensor-less control of a liquid feed fuel cell system under steady load for portable applications

This study presents a novel fuel sensor-less control scheme for a liquid feed fuel cell system that does not rely on a fuel concentration sensor. The proposed approach simplifies the design and reduces the cost and complexity of a liquid feed fuel cell system, and is especially suited to portable power sources, of which the volume and weight are important. During the reaction of a fuel cell, the cell's operating characteristics, such as potential, current and power are measured to control the supply of fuel and regulate its concentration to optimize performance. Experiments were conducted to verify that the fuel sensor-less control algorithm is effective in the liquid feed fuel cell system.