供油提前角对生物柴油发动机性能的影响

为使试验柴油机样机适应生物柴油的燃烧特性,在四缸柴油机上进行了不同供油提前角下生物柴油经济性和排放性的对比试验研究。结果表明,当供油提前角为18°曲柄转角(crank angle, CA)BTDC(before top dead center,上止点前)时,燃油消耗率(Brake Specific Fuel Consumption, BSFC)较低;随着供油提前角的增大或减小都会使燃油经济性恶化;在小负荷下16°CA BTDC、18°CA BTDC和20°CA BTDC的CO排放量不敏感;在中高负荷下,随着供油提前角的减小,CO排放量稳步增加;随着供油提前角的增大,碳烟排放减小,NO_x增加,呈现权衡关系;HC排放对供油提前角的变化不敏感。结论表明,生物柴油可作为柴油机的替代燃料。     

生物柴油掺燃乙醇对发动机影响的试验研究

前期的试验研究表明,相对于传统的矿物柴油,生物柴油作为再生能源,含氧量高,可大幅降低烟度的排放,并能在一定程度降低CO排放.为进一步降低排放,在生物柴油中掺燃不同比例乙醇,就最大转矩转速和标定转速工况下进行了负荷特性试验研究,排放检测采用了最新的AVL排气分析仪.结果表明,与纯生物柴油相比,混合燃料(乙醇掺烧率小于30%)的动力性能良好,当量油耗率在较大负荷工况下有所改善;碳烟在整个运转工况范围内均有大幅度的降低,而HC排放则反之;CO和NO_x排放受乙醇掺烧率影响,NO_x排放量在乙醇掺烧率为10%～20%时明显减少,如继续增大乙醇掺混比例,NO_x排放增加;CO排放量在乙醇掺烧率为10%时最佳,大负荷工况下有明显的降低.     

供油提前角对LPG/柴油混合燃料发动机的影响

通过测试燃烧压力,计算瞬时燃烧放热率和燃烧循环变动率,研究供油提前角变化对液化石油气(LPG)/柴油混合料发动机燃烧特性和燃烧循环变动的影响.试验结果表明:供油提前角增大,最高燃烧压力和最大瞬时燃烧放热率增大,所对应的曲轴转角提前;随着供油提前角的增大,混合燃料的滞燃期延长;在较低转速时,供油提前角为22°CA BTDC时,混合燃料的燃烧持续期最短,在较高转速时,供油提前角对燃烧持续期的影响与发动机的负荷有关;供油提前角和负荷对混合燃料发动机最高燃烧压力循环变动率的影响没有明显的规律;转速增加,循环变动率略有增大.     

预主喷多参数对柴油机性能影响规律的仿真研究

柴油机排放控制存在NOX与Soot此消彼长问题。选取4100QBZL柴油机,以主喷提前角、预主喷间隔、预喷量、预喷持续期为研究对象,用正交试验,并采用AVL-FIRE软件进行仿真模拟。结果表明:预主喷间隔对柴油机各性能影响最大;预喷持续期对动力性较显著;预喷量对Soot排放影响最大,对动力性及NOX影响较微弱;得到在保证动力性前提下,同时降低NOX与Soot排放量的多次喷射参数优化组合。     

燃用橡胶籽生物柴油柴油机的性能与排放特性

按体积比将20%的橡胶籽油生物柴油与80%的-10^#柴油混合配制了B20生物柴油,12150ZL型涡轮增压柴油机和福田风景BT6516B1DBA型面包柴油车上研究了燃用B20时的外特性、负荷特性、万有特性以及自由加速烟度与排放特性。结果表明,与燃用-10^#柴油相比,柴油机燃用B20时燃油消耗升幅不高于1.7%,而功率和转矩分别升高0.16%～1.16%和0.07%～1.17%,最大爆发压力变化不大,并且排气温度和烟度值均有所降低。燃用B20有助于降低污染物排放,与燃用-10^#柴油相比,自由加速烟度的净化率达15.79%。     

直喷式柴油机燃用生物柴油的性能与排放

为了研究生物柴油在柴油机上的应用,在一台四缸涡轮增压直喷式柴油机上进行不同掺混比生物柴油与柴油混合燃料的性能对比试验,分析了在不同转速和负荷下柴油机燃用不同掺混比混合燃料的动力性、经济性和排放特性。研究结果表明:生物柴油与柴油相比,在2 200 r/min负荷特性下,有效能耗率减少,NOx排放增加较多,中小负荷碳烟排放基本相同,大负荷碳烟排放明显降低,中小负荷HC排放明显降低,大负荷HC排放基本一致,CO排放基本不变;在外特性下,功率略有增加,HC排放和碳烟排放均有所降低,CO排放和NOx排放增加。     

供油提前角对甲醇发动机燃烧过程及排放的影响

通过电热塞助燃法,在ZS1115单缸柴油机上实现了M100纯甲醇的扩散燃烧,充分利用柴油机热效率高的优点,有效提高了甲醇燃料的能量转化效率。通过改变供油提前角,研究了不同供油提前角对甲醇发动机燃烧过程及排放的影响。研究表明:随着供油提前角的增大,最大爆发压力和压力升高率增大,燃烧放热始点提前,放热峰值增大,且出现相位提前。供油提前角的变化对CO排放影响不大,对HC及NOx排放影响明显。增大供油提前角,HC排放增多而NOx排放减少。     

供油提前角和EGR对二甲醚发动机排放影响的对比研究

在一台增压二甲醚发动机上,研究了供油提前角和EGR率的变化对发动机排放影响。结果表明,随着供油提前角的减小,发动机的NOx排放依次降低。随着EGR率的增加,发动机的NOx的排放大幅度下降,高负荷时下降幅度更大。比较了最佳EGR率和推迟喷油对二甲醚发动机排放的影响,EGR和推迟喷油均可以降低二甲醚发动机NOx排放,EGR的效果更为显著。EGR和推迟喷油都会引起HC和CO排放升高, EGR引起HC和CO的升高大于推迟喷油的影响。在降低二甲醚发动机排放方面,EGR技术比推迟喷油更具优势。     

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.     

燃用乙醇汽油对发动机性能的影响

乙醇汽油作为一种混合燃料已逐步推广使用,文章主要是通过台架试验来研究HFC4GA1汽油机燃烧乙醇汽油与普通93号汽油的排放、燃油消耗率、功率及扭矩等主要性能参数变化情况,为后期产品的进一步优化奠定基础。     

生物柴油/柴油混合燃料喷油提前角优化

为了得到使用生物柴油/柴油混合燃料的最佳喷油提前角,对不同角度混合燃料的燃烧和排放特性进行了研究。结果表明:喷油滞后(提前),燃烧压力、压力升高率与瞬时燃烧放热率降低(增加),曲线后移(前移)。NOx排放降低(增加),且随着负荷的增加,降低(增加)的幅度增大。原机条件下混合燃料烟度最低,喷油提前和滞后都会引起烟度的增加。喷油适当滞后(降低3°)可以在烟度增加不多的情况下有效控制生物柴油/柴油混合燃料的NOx排放,同时压力升高率的降低会使发动机工作更加柔和。     

喷油提前角对双燃料柴油机燃烧和排放的影响

为研究喷油提前角对双燃料发动机燃烧和排放特性的影响,以4190ZLC-2型船用中速柴油机为研究对象,运用AVL_FIRE软件构建柴油-甲醇双燃料燃烧室模型。通过仿真实验的方法,研究当甲醇掺混比为20%,喷油提前角分别为 16.6°、18.6°、20.6°、22.6°时,对柴油机燃烧、排放、动力特性的影响。研究结果表明:随着喷油提前角的逐渐增大,缸内混合气质量得到改善,从而优化混合燃料在缸内燃烧的质量,同时还可观察到放热率曲线逐渐前移且峰值增加。分析数据可知,在甲醇掺混比为20%,喷油提前角20.6°时,NO排放较原机排放增加29.83%,Soot排放量降低30.5%,CO排放量降低5.6%,指示功率增为58.75 kW。     

中国生物柴油原料供应前景研究

从全球能源形势与发展趋势来看,生物柴油是大力开发的一种重要绿色能源.阐述了生物柴油的本质及其较石化柴油在使用上的优良特性,综述了生物柴油主要在欧美国家中的发展现状及原料供应情况,特别是以大豆和油菜等油料作物为主的生物柴油原料生产状况.在分析了我国油料生产与食用消费现状、油料作物与粮食生产对耕地资源的激烈竞争矛盾的基础上,介绍了极具潜力的2种能源作物麻疯树(Jatropha curcas)、黄连木(Pistacia chinensisBge,)可以利用能源作物边际土地,即可用于种植能源作物的冬闲田和宜能荒地等,来开垦种植能源作物.在阐述了我国生物柴油原料供应情况后,粗略地匡算了生物柴油原料的供应量,分析了各种生物柴油原料供应的利弊,提出中国大规模发展生物柴油任重而道远.     

发动机燃油经济的灵敏度分析

利用GT-POWER软件,建立发动机工作过程模型,对点火提前角、进气门迟闭角及空燃比耦合作用下发动机的工作过程进行优化计算,得出三个参数耦合作用下的的最低油耗率。对各参数进行灵敏度分析,得出三个参数中空燃比对油耗率的影响最大。     

喷油策略对低压缩比柴油机不同海拔

基于高原环境模拟试验台,以一台压缩比为14.25的增压柴油机为试验对象,进行了平原0 m、模拟海拔高度1 000,2 000,3 000,3 750,4 500 m处的起动性能试验,并研究了供油提前角和循环供油量对低压缩比增压柴油机在不同模拟海拔时的起动性能影响.结果表明,随着海拔升高,低压缩比柴油机起动过程初始期延长,升速期转速升高率降低,下冲转速增大,过渡期时间延长,起动性能恶化.且在高海拔条件下,海拔高度的上升对低压缩比柴油机起动性能的影响更加显著.在海拔高度2 000 m及以下,海拔高度每升高1 000 m,升速期及过渡期平均延长1.10 s和1.47 s;在海拔高度3 000 m及以上,海拔高度每升高1 000 m,起动过程中升速期及过渡期平均延长18.48,2.75 s.在平原时,增大供油提前角使起动性能恶化：起动阶段初始期延长,升速阶段转速升高率降低,升速期和过渡期时间延长;不同循环供油量策略对平原起动过程影响较小.当海拔为4 500 m时,适当增大供油提前角和适当减少喷油可改善低压缩比柴油机高原起动性能,循环喷油量过大会导致升速期内滞速现象的出现,起动稳定性变差,循环喷油量过小会导致初始期和升速期延长.     

车用CNG单燃料燃气发动机燃料供给电控系统设计

介绍了车用CNG单燃料供给电控系统的总体设计及各部分的功能.电控系统是目前国内外普遍采用的控制排放的方法,可按需要实时调整供气压力目标值、燃气流量,具有控制精度高的特点.     

配气正时对工质移缸类非常规循环内燃机性能的影响规律

将一台传统四缸四冲程汽油内燃机改造成一个具备工质移缸特征的新型循环内燃机,通过实验和模拟计算方法研究了前缸排气正时和后缸进气正时对分缸循环内燃机性能的影响规律。新循环内燃机中2个气缸完成1个工作循环,前缸为传统四冲程循环燃烧气缸,后缸为非燃烧气缸,前缸的燃气通过转接管进入后缸,再从后缸排出内燃机。基于GT-POWER模型对新循环内燃机建立一维仿真模型,并进行了仿真和实验验证。结果表明:在不改变气门升程曲线的情况下,前缸排气提前角和后缸进气提前角对内燃机燃油消耗率的影响较小,对内燃机扭矩外特性影响较大;新循环内燃机燃油消耗率低于原机,说明前缸燃烧、后缸继续膨胀的内燃机分缸循环可以提升内燃机的工作效率。     

质子交换膜燃料电池数值模拟的研究进展

通过数值模拟研究燃料电池的特性不仅可以获得许多实验测量难以得到的数据信息和工作机理,而且可以减少实验所用的费用,并大大缩短电池的设计周期。对现有的质子交换膜燃料电池(PEMFC)数学模型按照维数、复杂程度等特征进行了简要的回顾,对国内外发展PEMFC数学模型的主要研究工作和最新的进展予以简单评述和比较,指出了到目前为止所建立的模型存在的不足和未来模型的发展方向。     

大功率车用柴油机燃用航空煤油的燃烧仿真研究

建立了大功率车用柴油机燃用柴油和航空煤油的缸内燃烧模型。该模型利用喷雾试验结果对KH-RT破碎子模型进行了标定,同时耦合了燃油的化学反应动力学机理,具有较高的仿真精度。计算结果表明:相比柴油,柴油机燃用航空煤油喷雾破碎过程中雾化质量提高;燃烧过程中缸内滞燃期缩短,放热率峰值下降,缸内机械负荷及热负荷均得到缓解;柴油机燃用航空煤油在标定工况点相比燃用柴油功率下降5.8%,油耗率相当。