基于台架试验的芸芥生物柴油的车用适应性

以Na OH为催化剂,利用甲醇与芸芥籽油发生脂化反应,制备了芸芥生物柴油.为了评价芸芥生物柴油的车用适应性,对比分析了0#石化柴油和芸芥生物柴油在密度、黏度、馏程、十六烷值和闪点等方面的理化特性差异,并针对不同混合比芸芥生物柴油的燃油消耗率和尾气(CO,CO2,HC,NOx,O2和碳烟)排放特性进行了台架试验.试验结果表明:芸芥生物柴油的理化特性完全满足车用燃油的要求;芸芥生物柴油的排放特性优于石化柴油,而燃油消耗率高于石化柴油;用混合比为B50的芸芥生物柴油替代0#石化柴油,可以在满足车辆动力性要求的前提下较好地改善发动机的排放性能.     

生物油/生物柴油萃取液的燃料物性及发动机燃烧排放特性

为了提升生物油的品质以实现其在柴油机上的应用,采用生物柴油对生物油进行溶剂萃取提质处理,获得了上层萃取液,并对该萃取液的物性及其在柴油机中的燃烧与排放特性进行了研究。萃取液的热重和红外光谱分析表明:生物油中的醇类、醚类、酮类、羧酸类物质等易挥发的轻组分和少量的大分子化合物被提取至生物柴油中,形成了上层萃取液。测量萃取液的燃料物性发现:在30℃时,与生物柴油相比,萃取液的密度升高了0.9%,黏度降低了11.4%,表面张力降低了0.4%,萃取液作为车用燃料时其雾化和蒸发特性相较生物柴油有所提升。萃取液的燃烧与排放特性研究表明:与生物柴油相比,萃取液具有较长的滞燃期和预混燃烧期,具有较短的燃烧持续期和较高的瞬时放热率峰值;燃用萃取液时有效热效率降低了1.3%,但常规排放明显降低,HC、CO、NO_x和碳烟排放分别降低了20.3%、37.8%、8.7%和14.8%。研究结果表明:生物油/生物柴油萃取液的物性及其发动机性能接近甚至优于生物柴油,生物柴油萃取生物油的方法是实现生物油在柴油机上应用的较好选择。     

引射比对生物柴油斯特林发动机燃烧影响的仿真研究

采用解耦法构建了生物柴油骨架反应机理,并建立了斯特林发动机喷雾燃烧仿真模型.对比研究了斯特林发动机燃用生物柴油和石化柴油的燃烧特性,给出了引射比对生物柴油燃烧温度、速度、组分场的影响.研究结果表明,本文构建的生物柴油简化机理Bio-37在较好预测高温着火特性的前提下,有效将反应步数降至100以下;相比石化柴油,斯特林发动机燃用生物柴油后,生物柴油的含氧特性得到充分发挥,其燃烧温度、速度场分布更为均匀,挡焰板处温度也有所降低,设备安全性提升.增大引射比可降低燃烧室最高温度,改善温度分布均匀性,增大换热管处温度和气流强度,具有强化传热传质效用.同时还可减少挡焰板热负荷,提升设备可靠性.     

车用发动机燃用天然气与氢燃料的对比研究

日益严重的环境问题与能源危机促使人们不断加大对车用发动机替代燃料的研究力度,天然气与氢就是其中最受关注的两种替代燃料.本文对天然气与氢的基本燃烧特性分别进行了探讨,并着重分析比较了天然气与氢在车用发动机中的燃烧过程与排放特性,并对这两种替代燃料在车用发动机领域的应用前景进行了阐述.     

车用柴油天然气双燃料发动机工作特性及燃料控制

由于石油资源逐渐枯竭和严格限制汽车排放污染,促使世界各国广泛发展车用天然气发动机。该课题研究通过自行建立的柴油天然气双燃料供应系统,采用发动机台架试验方法,分析了车用柴油天然气双燃料发动机的工作特性和双燃料的控制方法,提出一种电子控制方案,并进行了可行性试验,初步试验结果令人满意。但与国外同类技术相比,其控制功能仍需进一步完善。     

柴油机燃用多种燃料的性能与排放特性

对生物柴油、乳化油、微乳化油作为一种环保节能型燃油的理化特性进行了分析,通过在YZ4102ZLQ型发动机上采用标准0#柴油、Karte生物柴油、微乳化柴油和微乳化生物柴油以及葵花籽油等燃料进行对比试验,研究了不同燃料对发动机性能和排放特性的影响.试验结果表明,在保持柴油机转速和功率不变的前提下,不同燃料的比油耗及热效率根据工况的变化而发生变化.植物油和生物柴油能有效地降低CO的排放,微乳化柴油能显著降低碳烟的排放,微乳化生物柴油能显著降低NOx和烟度排放,但HC和CO排放量升高.     

生物柴油掺混比对发动机燃烧及颗粒物组分的影响

为了研究生物柴油对柴油机燃烧及颗粒物组分的影响,在一台四缸车用共轨柴油机上进行发动机燃用调合生物柴油的性能试验,利用燃烧分析仪分析生物柴油对发动机燃烧过程的影响,利用热重分析仪(TGA)研究颗粒物氧化特性,利用气相色谱/质谱联用仪(GC-MS)研究生物柴油对颗粒物SOF组分的影响。结果表明:随着生物柴油掺混比例的增加,发动机最大爆发压力增大,缸压曲线前移,预混燃烧放热率峰值减小,峰值对应的曲轴转角提前,B20放热率峰值对应的曲轴转角比B0提前2.8°CA,峰值减小19%。随着生物柴油掺混比例增加,颗粒物中H2O和可溶性有机物(SOF)的质量分数增加,碳烟(Soot)和无机盐的质量分数减小,并且颗粒物中SOF的组分酯类及酸类物质增加,烷烃类、芳香烃及酚类物质相应地减少。B0排放颗粒物中SOF的碳原子数主要在C12~C24之间,B20排放颗粒物中SOF碳原子数分布范围较为集中,主要在C15~C22之间。     

车用二甲醚橡胶密封件相容性

针对二甲醚(DME)发动机动密封部位必须采用的弹性密封材料,深入展开了车用DME与橡胶密封材料的相容性研究.试验测试了不同橡胶材料耐受DME介质的能力,比较分析了各类材料在DME中浸泡72 h前后的体积与质量变化率,并对比了浸泡前后的拉伸强度、撕裂强度、硬度等力学性能.结果表明:三元乙丙橡胶(EPDM)具有相对良好的耐受DME的能力;车用DME中杂质含量、润滑添加剂成分及比例、EPDM材料组分对EPDM耐受DME性能存在一定影响;当DME发动机燃油系统标定采用车用柴油标定时,EPDM短期内耐车用柴油能力处于可接受的范围.     

餐饮废油制生物柴油的排放特性

研究利用餐饮业废油脂制造生物柴油的方法.通过对比实验,研究增压柴油机燃烧餐饮废油制生物柴油和普通柴油对发动机动力性、经济性和排放特性的影响.研究结果表明:对于实验发动机,在油泵最大喷油量保持不变时,直接燃烧餐饮废油制生物柴油对柴油机动力性的影响小于2.5%;无论在全负荷还是部分负荷工况下,燃用餐饮废油均能大幅度降低柴油机的排气烟度、PT、CO和HC排放量,但是会引起NOx的排放量上升.     

脂肪酸酯类表面张力的模型研究

生物柴油具有良好的可再生能力、可降解性和环境友好性,其在发动机缸内的喷雾燃烧过程是生物柴油应用的关键步骤,雾化过程中形成液滴的大小与表面张力密切相关.因此,表面张力是生物柴油应用前景的关键参数,脂肪酸酯是生物柴油的主要成分.本研究通过查阅大量国内外文献,分析整理了19种脂肪酸酯的表面张力实验数据.采用密度梯度理论和Peng-Robinson(PR)状态方程结合,提出表面张力的估算模型,该模型的提出将为生物柴油表面张力的预测提供理论依据.     

车用汽油机排气热反应净化的实验研究

在汽车排气热反应净化机理与车用汽油机排气特性研究的基础上、本文通过对车用汽油机装上热反应净化器后,在发动机台架上进行发动机外特性与高,中,低转速下的发动机负荷特性试验,初步探讨热反应净化器的净化效果。     

加氢催化生物柴油引燃汽油可视化

为了改善内燃机燃烧与排放,探究双燃料反应活性控制压燃燃烧规律,分析缸内直喷喷油策略对发动机燃烧特性的影响,采用光学发动机,针对进气道喷射汽油、缸内直喷加氢催化生物柴油的双燃料燃烧模式,通过调节加氢催化生物柴油的喷油时刻和喷油比例,对发动机燃烧过程进行试验分析.结果表明:随着缸内直喷加氢催化生物柴油比例的增加,循环燃烧压...     

几种混合代用燃料及其发展趋势

简述了国内外几种混合代用燃料的情况,重点介绍了有关矿物油掺水、掺醇及掺生物油等车用混合代用燃料,并结合我国国情提出,在基本不改变现有发动机结构的情况下,研究开发"柴油-生物柴油-醇类"微乳混合燃料是缓解我国目前能源短缺、减轻环境污染、实现生态良性循环和经济可持续发展的行之有效的途径之一。     

新型代用燃料的燃烧和排放特性分析

为了探究新型替代燃料生物柴油与F-T柴油的燃烧和排放性能,在增压中冷柴油机上进行了试验,并与0#柴油进行了对比。结果表明,在动力性方面：对比于0#柴油,F-T柴油和生物柴油的动力性能有所降低,但影响不大;在经济性方面：F-T柴油与0#柴油相差不大,而生物柴油燃油消耗率有所增加,经济性能略有降低;在排放特性方面,生物柴油与F-T柴油的NOx排放分别下降了5.4%和17%,碳烟排放平均下降了53.5%和12.7%,CO排放平均下降幅度分别为32.3%和30.1%;在燃烧特性方面：生物柴油和F-T柴油的累计放热百分比与柴油相当,同时缸内压力峰值明显低于0#柴油,且燃烧始点有所提前,说明发动机燃用0#柴油和F-T柴油可以显著降低柴油机工作粗暴的特性,从而减少发动机的振动和噪声。 关键词：柴油机、生物柴油、F-T柴油、燃烧、排放     

柴油机燃用0#柴油、F-T柴油、生物柴油的燃烧和排放差异分析

为了探究新型替代燃料生物柴油与F-T柴油的燃烧和排放性能,在增压中冷柴油机上进行了试验,并与0#柴油进行了对比。结果表明,在动力性方面,对比于0#柴油,F-T柴油和生物柴油的动力性能有所降低,但影响不大。在经济性方面,F-T柴油与0#柴油相差不大,而生物柴油燃油消耗率有所增加,经济性能略有降低。在排放特性方面,生物柴油与F-T柴油的NOx排放分别下降了5.4%和17%,碳烟排放平均下降了53.5%和12.7%,CO排放平均下降幅度分别为32.3%和30.1%。在燃烧特性方面,生物柴油和F-T柴油的累计放热百分比与柴油相当;同时缸内压力峰值明显低于0#柴油,且燃烧始点有所提前,说明发动机燃用生物柴油和F-T柴油可以显著降低柴油机工作粗暴的特性,从而减少发动机的振动和噪声。     

车用电控柴油机的发展与探索

本文阐述了电控柴油机的优势,发动机柴油化的发展现状,现阶段车用柴油机的技术研究,以及柴油机电控技术、排放控制等的应用发展趋势进行研究。     

生物柴油与氧化催化转化器对柴油机排放的影响

对4100QBZL柴油机燃用不同配比生物柴油混合燃料并安装氧化催化转化器(DOC)后进行了负荷特性实验研究,考察了生物柴油和DOC对发动机排放特性的影响.结果表明:掺烧生物柴油和加装DOC均能显著降低CO、HC和碳烟的排放,特别是中大负荷时,效果尤为明显,而对NOx的影响很小.在大于400℃的高温下,DOC中容易受硫的影响而生成大量的硫酸盐,导致对CO、HC和碳烟转化率下降,特别是碳烟的转化率下降明显.     

模糊控制调制柴油/甲醇发动机瞬态工况的甲醇喷射量

针对车用发动机瞬态工况多的特点,应用模糊控制策略,对采用柴油/甲醇组合燃烧发动机在瞬态工况下的甲醇控制量实施控制.依据此控制策略,开发了一套柴油/甲醇电控系统.该系统的甲醇喷射量由台架试验标定得到控制脉谱数据,将其应用于一台只达到国Ⅱ排放标准的增压中冷发动机上进行国Ⅲ标准的ELR试验,能使柴油/甲醇发动机满足国Ⅲ标准的ELR试验烟度要求.在一辆装配了柴油/甲醇组合燃烧发动机的城市中巴车上进行了道路试验,结果表明,模糊控制策略能有效增大甲醇替代柴油比例,显著改善组合燃烧发动机在瞬态工况烟度排放,而且能提高燃料的经济性和加速响应.     

双燃料发动机燃烧放热模型的应用

提出了一个描述双燃料发动机燃烧特性的多区放热模型,模型将气体燃料的燃烧和引燃柴油的燃烧分别进行考虑,建立了由实测示功图求解双燃料发动机放热率的微分方程式,开发了计算双燃料发动机燃烧放热规律的软件,并在一台生物制气-柴油双燃料发动机上与传统柴油机放热率计算模型进行了试验验证和对比.研究和试验结果表明,用传统柴油机分析方法计算双燃料发动机的放热率峰值偏大,所计算的缸内工质平均温度偏高,新模型计算的结果与实际情况更为吻合.     

双燃料发动机燃烧放热模型的应用

提出了一个描述双燃料发动机燃烧特性的多区放热模型,模型将气体燃料的燃烧和引燃柴油的燃烧分别进行考虑,建立了由实测示功图求解双燃料发动机放热率的微分方程式,开发了计算双燃料发动机燃烧放热规律的软件,并在一台生物制气-柴油双燃料发动机上与传统柴油机放热率计算模型进行了试验验证和对比.研究和试验结果表明,用传统柴油机分析方法计算双燃料发动机的放热率峰值偏大,所计算的缸内工质平均温度偏高,新模型计算的结果与实际情况更为吻合.