燃油组分在润滑油中的溶解性及其对汽油机碳氢排放的影响

分析典型汽油组分在发动机商用润滑油中的溶解性及其对缸内未燃碳氢的影响。研究表明：燃油组分在润滑油中的溶解性随润滑油温度的提高而降低,随燃油组分分子量的增大或碳原子数的增加而增加。气态碳氢燃料远比液态碳氢燃料的溶解性低。芳香烃比相同碳原子数的烷烃和烯烃溶解性高。环烷烃和分支链烃比直链烷烃的溶解性高。含氧燃料比液态碳氢燃料的溶解性低。结论是：降低汽油中芳香烃、环烷烃和分支链烃在汽油中所占的比例,以及在汽油中添加含氧燃料可降低发动机碳氢排放量。     

燃油组分在润滑油中的溶解性及其对汽油机碳氢排放的影响

燃油在润滑油中的溶解性是研究燃烧和排放的重要参数，溶解性可用亨利常数来表述。本文分析了典型汽油组分在发动机商用润滑油中的溶解性及其对缸内未燃碳氢的影响。研究表明：燃油组分在润滑油中的溶解性随润滑油温度的升高而降低，随燃油组分分子量的增大或碳原子数的增加而增加。气态碳氢燃料远比液态碳氢燃料的溶解性低。芳香烃比相同碳原子数的烷烃和烯烃溶解性高。环烷烃和分支链烃比直链烷烃的溶解性高。含氧燃料比液态碳氢燃料的溶解性低。故降低汽油中芳香烃、环烷烃和分支链烃在汽油中所占的比例以及在汽油中添加含氧燃料可降低发动机碳氢排放量。     

燃油组分在润滑油中的溶解性及其对汽油机碳氢排放的影响

燃油在润滑油中的溶解性是研究燃料和排放的重要参数，溶解性可用亨利常数来表述。本文分析了典型汽油组分在发动机商用润滑油中的溶解性及其对缸内未燃碳氢的影响。研究表明：燃油组分在润滑油中的溶解性随润滑油温度的升高而降低，随燃油组分分子量的增大或碳原子数的增加而增加。气态碳氢燃料远比液态碳氢燃料的溶解性低。芳香烃比相同碳原子数的烷烃和烯烃溶解性高。环烷烃和分支链烃比直链烷烃的溶解性高。含氧燃料比液态碳氢燃     

燃油组成对火花点火发动机碳氢排放的影响

为了更好地弄清燃油组分对发动机排气碳氢的影响，在一台单缸发动机上开展了燃用汽油－正已烷和汽油－二甲苯混合燃料的研究，利用ＦＩＤ测量了总碳氢排放量。研究了不同混合比例下汽油－正已烷和汽油－二甲苯混合燃料对发动机碳氢排放的影响。给出了混合燃料与商品汽油的排放对比。研究结果表明：汽油－正已烷混合燃料较汽油碳氢排放低，汽油－二甲苯混合燃料较汽油碳氢排放高。认为亨利常数、扩散系数和蒸馏温度决定了燃油组分引起的缸内未燃碳氢数量。指出燃油组分对发动机碳氢排放有很大的影响。碳氢排放量与汽油中正已烷或二甲苯掺混比例成线性变化关系。汽油中正已烷增加１０％碳氢排放降低２×１０－４Ｃ，汽油中二甲苯增加１０％碳氢排放会增加２．２×１０－４Ｃ。     

汽油机燃用甲醇汽油的芳香族碳氢排放试验研究

通过汽油机直接燃用甲醇汽油的发动机台架试验,并应用FTIR排放分析仪,对不同掺混比例甲醇汽油在不同工况下的芳香族碳氢排放进行了检测。试验结果表明:发动机使用甲醇汽油作为燃料,催化器前的排放中,芳香族碳氢的含量随着甲醇掺混比例的升高而减少;对于同一种甲醇汽油燃料,芳香族碳氢排放随发动机转速升高而下降;相同转速下,芳香族碳氢排放随负荷变化不超过20%;芳香族碳氢排放随发动机排气温度升高呈先减后增的趋势,拐点在630℃左右。催化器前后的芳香烃排放变化表明:三效催化器对芳香烃有较好的催化转化效果,大部分工况下芳香烃催化转化率在90%以上。     

基于缸内直喷的甲醇汽油混合燃料HCCI燃烧排放特性研究

在缸内直喷发动机上研究甲醇汽油混合燃料的HCCI燃烧排放特性,分析了其非常规排放的性能。试验中选用汽油、M10(甲醇体积分数10%)、M20(甲醇体积分数20%)3种燃料,并通过FTIR方法测量甲醇及甲醛等非常规排放。研究结果表明:在汽油中添加甲醇可以有效拓展HCCI燃烧的高负荷范围,M20燃料的高负荷范围比汽油提高近9%,指示燃油消耗率比汽油高5%～10%,但指示能量消耗率比汽油低2%～6%。CO、THC、NOx等常规排放随甲醇添加比例的增加而降低,而甲醇和甲醛等非常规排放随甲醇添加比例的增加而增加,并随负荷增高呈先增加后减少的趋势。     

汽油机燃用含氧混合燃料时燃烧特性和碳氢排放的研究

开展了汽油机燃用含氧混合燃料时燃烧特性和碳氢排放的研究 ,分析了质量燃烧率和发动机碳氢排放。基于实测示功图的计算结果表明 ,与汽油相比 ,燃用汽油 乙醚混合燃料可明显缩短火焰发展角和快速燃烧角。当汽油中加入的醇类燃料比例较小时 ,与燃用汽油相比 ,可缩短火焰发展角和明显缩短快速燃烧角 ;而当汽油中加入的醇类燃料比例较大时 ,反而会增加火焰发展角和快速燃烧角。试验结果表明 ,与燃用汽油相比 ,燃用含氧混合燃料可降低发动机碳氢排放量 ,燃用汽油 乙醚混合燃料比燃用汽油 醇类混合燃料具有更低的碳氢排放。     

流化催化裂化汽油改质前后组分变化分析

生产低硫、低烯烃和高辛烷值的清洁汽油,是国家保持能源经济可持续发展的必然要求。由于我国原油组成中重质油比重较大,造成我国80%以上的商品汽油来源于流化催化裂化(FCC)汽油。缘于原油性质和FCC的工艺特点,决定了其产品中硫含量和烯烃含量高,商品汽油中90%以上的硫和绝大部分烯烃均来自于FCC汽油。所以,降低FCC汽油硫含量和烯烃含量是生产清洁汽油的关键。本文分析全馏分流化催化裂化汽油加氢改质前后烃类组成、碳数分布、辛烷值贡献的变化。改质前,正构烷烃含量占汽油馏分的5%～10%(体积分数)左右,异构烷烃含量占汽油馏分的30%(体积分数)左右,烯烃含量占汽油总量的30%(体积分数)以上,环烷烃主要集中在C6～C8之间,芳烃主要分布在C7～C10之间,碳数主要分布在C5～C8之间。改质后,正构烷烃、烯烃含量下降,异构烷烃和芳烃含量上升,总体辛烷值下降,高辛烷值的C5、C6烯烃损失严重。在反应体系中,增加烯烃的骨架异构化,并使其发生氢转移反应,可生成高辛烷值的异构烷烃,避免低辛烷值的正构烷烃生成,同时促进烯烃自身氢转移和烯烃与环烷烃之间氢转移反应,增产芳烃,可以提高改质后FCC汽油的辛烷值,为流化催化裂化汽油加氢改质路线的选择和工艺优化提供理论指导。     

燃料理化特性对柴油机低温燃烧过程及排放特性的影响

在一台单缸柴油机上,通过柴油掺混20%的正庚烷、正庚烷与异辛烷混合物以及异辛烷与40%正庚烷(体积分数),研究燃料组分、沸点和十六烷值等理化特性对柴油机传统燃烧和低温燃烧影响机理.结果表明,不同十六烷值燃料在高比例EGR下对滞燃期影响更显著;随掺混燃料十六烷值降低,碳烟排放降低;在20%掺混比下混合燃料沸点、黏度等物理特性和燃料组分等化学特性改变对燃烧和碳烟排放影响较小.与20%正庚烷掺混相比,低沸点、低黏度燃料在更高掺混比(40%)下对碳烟排放的降低作用变得明显.大比例EGR低温燃烧下,THC排放明显升高,其中甲烷占总碳氢比例达60%;NO2对整体NOx排放影响很小.在20%掺混比下,燃料理化特性的改变对THC、不同成分HC、CO和NOx排放影响很小;在40%正庚烷掺混比例下,芳香烃排放降低,NOx及NO2排放较柴油升高.     

火花点火发动机燃用含氧燃料对冷起动和怠速时未燃碳氢排放影响？…

本文以在汽油中掺混不同体积百分比乙醇形成“模型”燃油的方法，研究了含氧燃料对火花点火发动机冷起动和怠速时未燃碳氢排放的影响。实验结果表明：燃油的挥发性和汽化潜热的大小对这两种工况的未燃碳氢排放有很大的影响。掺混１５％的乙醇能有效降低冷起动时的未燃碳氢排放。     

新型多碳醇-柴油燃料在发动机上的应用研究

本试验在一台S195柴油机上进行,试验结果表明,新型混合燃料的油耗率比纯柴油要高,但随负荷的增大,这种差距呈下降趋势。新型混合燃料在较大工况范围都保持较低的CO排放量。两种新型燃料的HC排放曲线呈相同的规律,绝大部分工况下,新型混合燃料的HC排放要高于纯柴油。新型混合燃料的NOx排放比纯柴油低,并且随燃料中碳原子数的增加,NOx排放进一步降低。新型混合燃料的碳烟排放比纯柴油低,BL20D80燃料对碳烟排放的改善要优于HL20D80燃料。     

火花点火发动机燃用含氧燃料对冷起动和怠速时未燃碳氢排放影响的实验研究

本文以在汽油中掺混不同体积百分比乙醇形成“模型”燃油的方法，研究了含氧燃料对火花点火发动机冷起动和怠速时未燃碳氢（ＨＣ）排放的影响。实验结果表明：燃油的挥发性和汽化潜热的大小对这两种工况的未燃碳氢排放有很大影响。掺混１５％（Ｖｏｌ）的乙醇能有效降低冷起动时的未燃碳氢排放。     

汽油机燃用汽油/二甲氧基甲烷混合燃料的性能与排放研究

在丰田8A型汽油机上开展了汽油／二甲氧基甲烷（DMM）含氧混合燃料的性能与排放特性研究,得到了不同节气门开度、转速和负荷下的发动机性能和排放参数,为在汽油机上使用含氧燃料提供了试验依据。研究结果表明：在相同平均有效压力下混合燃料的燃油消耗率有所增加,但折算成当量汽油的燃油消耗率下降,热效率提高。CO和HC排放随混舍燃料中含氧量的增加而降低,但NOx排放变化不大。     

电喷汽油机燃用丁醇-汽油混合燃料的非常规排放特性

对某电控进气道多点喷射汽油机燃用国-Ⅳ汽油、纯丁醇、丁醇体积混合比分别为10%、15%、20%、50%、85%的丁醇-汽油混合燃料的非常规排放特性进行了试验研究,试验时未对发动机进行任何改动。研究结果表明:发动机燃用丁醇-汽油混合燃料的动力性、SO2排放和温室气体排放降低,燃油消耗率和醛类排放增加,其降低或增加幅度随混合燃料中丁醇体积混合比的增加而增大。当丁醇体积比低于20%时发动机的醇类排放降低,当混合比例超过20%时发动机的醇类排放增大。在汽油中加入丁醇可以有效的降低燃油中的硫含量,降低发动机的硫氧化物和温室气体排放。     

液态碳氢燃料高压低温粘度测量实验研究

在Hagen-Poiseuille定律的基础上,利用双毛细管法,设计了一套适用于液态碳氢燃料高压低温粘度测量实验系统,测量压力:0.1~10 MPa,温度测量范围:233.35~313.75 K,扩展相对不确定度为:2.10%~5.08%(置信因子k=2)。实验在利用纯物质正己烷和质量比1:1正庚烷-正辛烷二元混合物对测量系统可靠性进行验证的基础上,测试了两种碳氢燃料A、B压力0.7、1.5、3和6 MPa,温度:233.55~313.65 K下的粘度值,结果表明:在相同压力下,两种燃料的粘度值随温度的增加而减小;在233.55~273.25 K附近,两种燃料粘度值随温度的变化率要大于273.25~313.65 K,表明低温区碳氢燃料A、B粘度受温度的影响比高温区大,且温度越低温度的影响程度越大;在233.55~273.25 K低温区范围内,燃料A粘度值受温度的影响程度要小于燃料B。实验中还发现,当温度接近231.25 K时,燃料B在毛细管中瞬间凝固,系统压力急剧升高,而燃料A在此温度下依然处于液态。在相同温度下,两种燃料的粘度值随着压力的增加稍有增大。此套高压低温粘度测量系统简单可靠,测量精度高,能够实现液态碳氢燃料高压低温粘度的在线测量。     

乙醇汽油燃料特性对直喷增压乘用车性能影响研究

使用纯汽油与4种乙醇体积分数为10%的乙醇汽油,在一辆缸内汽油直喷乘用车上研究不同燃料对整车性能的影响。试验结果表明:在新欧洲驾驶循环下,燃用乙醇汽油会增加汽车运行时的百公里油耗,但燃用乙醇汽油汽车的当量油耗则可以低于纯汽油汽车的油耗,说明燃用乙醇汽油燃料的汽车可以实现更高的热效率、更低的碳排放、更低的颗粒物排放和更良好的加速性能。5种燃料中,随芳烃含量升高,汽车油耗、颗粒数、NO_x排放整体会呈现上升趋势。综合性能来看,通过燃料优化可以使乙醇汽油高效清洁地应用于整车,但在低车速、冷起动工况下因发动机运转温度较低,其CO排放比纯汽油要高,HC排放比纯汽油低。     

汽油芳香烃含量对颗粒物排放及其微观理化特性的影响

基于国Ⅴ标准汽油,通过添加均三甲苯改变汽油中芳香烃的含量,在一台缸内直喷(GDI)汽油机台架上研究了汽油芳香烃含量对于GDI颗粒物(PM)排放及其微观理化特性的影响。研究结果表明:GDI PM排放随负荷增加而增加,在中低转速范围内随转速增加而降低;在高负荷下,芳香烃含量的增加会显著增加PM的排放并降低PM的氧化活性;芳香烃含量的增加促使PM前驱物增加,同时使碳层结构石墨化程度更高,阻止PM的二次氧化,从而增加了PM的排放。     

稀燃条件下甲醇汽油发动机燃烧和排放特性的试验研究

在一台汽油缸内直喷(GDI)增压发动机上,研究了稀燃条件下燃用不同甲醇汽油混合燃料的燃烧特性和排放特性。试验结果表明:稀燃条件下,随混合气浓度逐渐变稀,当量燃油消耗率呈现出先降低后升高的趋势,并且随着甲醇比例的增加,当量燃油消耗率增加,但均低于原机。在混合气逐渐变稀的过程中,燃烧时缸压峰值和燃烧温度总的变化趋势是逐渐降低,而燃烧持续期和循环变动率逐渐升高。稀燃条件下,CO排放量逐渐降低,碳氢化合物排放呈先降低后增加的趋势。NO_x排放量总的变化趋势是先增大后逐渐降低,随着甲醇体积分数的增加,NO_x的排放量逐渐降低,且3种甲醇、汽油混合燃料的NO_x和CO排放量都低于汽油燃料。     

低比例二甲醚—柴油混合燃料互溶性及燃烧特性研究

研究了二甲醚一柴油混合燃料的互溶性,并在直喷式柴油机上进行了低比例二甲醚和高比例柴油混合燃料的试验研究,对原柴油机低压供油系统进行了技术改造,其他参数未做改变。结果表明：不同比例二甲醚与柴油,易于互溶且不易分层,当环境温度达到70℃,高压釜内部压力保持在2MPa,即可保证二甲醚保持液态,与柴油互溶良好。由于混合燃料含氧量增加,燃烧完全,燃油经济性有所改善且提高了原柴油机的动力性。燃用低比例混合燃料NO_X的排放比燃用柴油为高,碳烟排放随着二甲醚添加比例的增加而下降。     

丙酮-丁醇-乙醇(ABE)/汽油混合燃料对高速发动机性能影响的试验研究

以发动机4000r/min、节气门开度35%为试验工况,对纯汽油及不同掺混体积分数丙酮-丁醇-乙醇(acetone-butanol-ethanol,ABE)与汽油混合物开展了不同点火提前角和喷油量的试验研究。分析了不同ABE混合比、点火提前角和过量空气系数对发动机性能的影响,并对每种燃料发动机最大功率工况的性能参数进行了比较。结果表明：点火提前角和过量空气系数相同时,混合燃料中ABE含量越高,燃油流量越大,发动机功率越大,有效热效率越高;燃油流量的总热量增大和热-功转换效率提高是促使发动机功率增大的主要原因;随ABE掺混比增加,NO比排放明显降低,CO比排放略有增加,碳氢化合物比排放先增后减。浓混合气工况增加ABE含量比在当量空燃比状态下增加ABE含量,发动机的有效热效率增大更明显,发动机的NO比排放降低更加明显。研究表明高速汽油机掺混ABE燃料具有较好的应用前景。