润滑添加剂对二甲醚发动机性能影响的试验研究

在直喷式柴油机上进行了不同比例润滑添加剂对二甲醚发动机性能影响的试验研究，结果发现：在二甲醚中加入一定量的润滑添加剂后油泵柱塞表面的磨损情况有较明显改善，发动机可在宽广的转速和负荷范围内稳定运行；随着燃料中润滑添加荆含量的增大，二甲醚发动机的动力性略有提高，但NOx排放逐渐增加，缸内最高爆发压力和压力升高率也都略有升高；当润滑添加剂含量低于一定比例时，二甲醚发动机仍可实现无烟燃烧，但超过一定比例时碳烟产生，且随着润滑添加剂加入比例的增加碳烟排放逐渐增大，试验表明，加入合适比例的润滑添加剂是解决二甲醚燃料黏度低、润滑性差的可行方法之一。     

预混充量压缩着火和直接喷射对发动机性能影响研究

在一台2105柴油机上进行了部分预混充量压缩着火和直接喷射(PCCI-DI)复合燃烧对发动机有效热效率和排放等性能影响的研究.试验包括:在进气道预先对二甲醚燃料和空气进行混合,再将形成的均质混合气送入燃烧室;在压缩行程末期,利用压燃式发动机的燃油喷射装置将柴油喷入燃烧室,从而实现了PCCI-DI燃烧.试验结果表明,与传统直喷压缩燃烧方式相比,在中低转速和低负荷工况下,采用PCCI-DI燃烧模式的发动机能降低NOx和碳烟的排放量,提高有效热效率,但HC和CO排放量显著增加;随着二甲醚预混比的增加,NOx排放量略有所降,碳烟排放量可进一步降低.     

二甲醚中巴客车生命周期分析研究

通过发动机台架试验和道路运行,比较了牡丹中巴车使用煤基二甲醚燃料和普通柴油的能耗与排放.结合燃料生产阶段和运输过程的数据,分析和比较了两种燃料在中巴车上应用的全生命周期指标.结果表明:与柴油车相比,在全生命周期内,二甲醚中巴车的总能耗、CO2、颗粒和SO2分别增加了201.3%、291.2%、94.2%和86.7%;挥发性有机化合物、CO和NOx分别下降了30.5%、65.3%和26.4%;在车辆应用阶段,除CO2外,二甲醚中巴车的所有排放均有降低.     

脉宽调制保持电磁阀驱动参数的研究

通过试验对脉宽调制(PWM)保持电磁阀驱动参数进行了深入的研究．结果表明：提高PWM频率可以降低电磁阀线圈的保持电流波动，但如果PWM频率过高，则电路电磁干扰也越严重，对PWM频率进行优化，可以同时减小电磁阀线圈保持电流波动和电磁干扰；PWM占空比决定了电磁阀线圈的平衡保持电流，在保证电磁阀可靠吸合的情况下，应该采用小的PWM占空比；延迟时间决定了电磁阀线圈的初始保持电流的大小，对延迟时间进行优化，可使其产生的电磁阀线圈的初始保持电流等于所采用PWM占空比对应的电磁阀线圈的平衡保持电流；同一平衡保持电流可以通过采用不同的低压电源电压和PWM占空比实现；提高高压电源电压可以缩短电磁阀的响应时间．     

预混均质充量压缩燃烧发动机燃烧与排放特性

为改善柴油机的燃烧和排放特性,在一台2105柴油机上开展了二甲醚(DME)预混比和废气再循环(EGR)对二甲醚-柴油双燃料预混均质充量压缩燃烧(PCCI)发动机的燃烧与排放特性影响的试验研究,通过在进气道预混DME和缸内直喷柴油实现了PCCI燃烧模式。试验结果表明:随着DME预混比的增加,放热过程由两阶段放热发展到三阶段放热,燃烧始点前移,最高爆发压力逐渐增大且对应的相位不断提前;冷EGR导致的PCCI发动机最高爆发压力下降的程度、瞬时放热率峰值及压力升高率峰值对应的相位滞后程度均随着DME预混比的增加逐渐减弱;随着DME预混比的增大和EGR率的减小,当量有效燃油消耗率逐渐降低,有效热效率逐渐升高;DME预混比和EGR率增大可有效降低NOx排放,但是HC和CO排放有所增加。文中工况下最优DME预混比为30%。     

燃烧与供油系统参数对二甲醚发动机热效率的影响

采用一部分二甲醚(DME)燃料在发动机进气管与空气预先混合形成均质混合气进入气缸,另一部分DME在压缩行程末期利用压燃式发动机的燃油喷射装置喷入燃烧室实现部分预混充量压缩着火与燃料直接喷射(PCCI-DI)燃烧,开展了燃烧与供油系统参数对DME PCCI-DI发动机热效率影响的试验研究.结果表明:在DME进气引导量为每循环31.6 mg的条件下,采用5孔、φ0.32 mm的喷油嘴,16 MPa的启喷压力,较低的涡流比和推迟喷油,可改善TY1100 DME PCCI-DI发动机的热效率,使发动机在较宽广的转速和负荷范围内稳定运转.     

二甲醚预混比对预混压燃发动机性能影响的试验研究

在一台由2105柴油机改装成的预混压燃(PCCI)发动机上研究了二甲醚(DME)预混比对燃烧、排放特性以及燃油经济性的影响.结果表明,随着DME预混比的增大,PCCI发动机燃烧始点前移,缸内最高燃烧温度和最大爆发压力均逐渐增大,压力升高率曲线由2个波峰发展成3个波峰,最大压力升高率随着DME预混比的增加先增大后减小再增大,放热过程由2个阶段发展到3个阶段,放热率曲线整体前移,累积放热率逐渐增大且迅速升高的位置前移,整个燃烧持续期逐渐缩短,NOx和碳烟排放量降低,当量燃油消耗率逐渐下降,有效热效率逐渐升高.     

离子电流法检测发动机失火和爆震的研究

通过外加偏置电压，在火花塞两极之间形成稳定的离子电流，用监测离子电流信号的变化来实现发动机运转参数的检测。采用调整火花塞间隙，增加积碳等方式产生失火，监测失火时离子电流波形在形状与幅值上与正常燃烧时波形的差别来检测失火。通过检测爆震时产生的叠加在离子电流信号上的高频信号，就可实现爆震检测，测得的爆震频率为10-11kHz。对爆震与非爆震两种信号进行了波形对比、快速傅里叶变换（FFT）分析和爆震强度评价。试验证明，用火花塞作为传感器检测失火和爆震直观可靠，简单易行，成本低廉，具有广阔的市场潜力。     

驱动参数对三通电磁阀动态响应特性的影响

通过实验研究了驱动电压、反向消磁脉冲等驱动参数对共轨燃油喷射系统中三通电磁阀动态响应性能的影响,同时对驱动参数进行了优化控制.结果表明:提高驱动电压可以有效地提高三通电磁阀的动态响应性能;在不同驱动电压下,对于同一正向励磁脉冲都有一个最优的反向消磁脉冲,这时三通电磁阀的动态响应特性最好;驱动电压越高,最佳消磁脉冲越小,最佳消磁脉冲变化越缓慢.对驱动参数进行优化控制后,三通电磁阀的动态响应性能得到了大幅度的提高.     

车用柴油机燃用二甲醚的性能研究及行驶试验

在一台车用多缸直喷柴油机上进行了燃用二甲醚的试验研究.结果表明:增大每循环的供油量可使二甲醚发动机的额定转矩超出原柴油机的额定转矩;采用流通截面积较大的喷油器,增加喷油器伸出气缸盖底平面的距离,降低启喷压力,可以提高二甲醚发动机的热效率;与柴油机相比,燃用二甲醚时发动机在全部转速和负荷范围内都可以实现无烟燃烧,且NOx排放下降50%左右,CO和HC排放与柴油机相当.将性能优化后的二甲醚发动机装车进行行驶试验,该车的最高时速(120 km/h)和加速性能都达到了原柴油车的水平.试验表明,二甲醚是一种可以替代柴油的理想清洁燃料.