喷射参数耦合EGR对用共轨柴油机性能影响的试验研究

在一台非道路用高压共轨柴油机上实验研究了喷射参数以及耦合EGR后对发动机经济性和排放性能的折衷影响。研究结果表明,提高喷射压力和提前喷射定时有助于改善燃油经济性和碳烟排放;但会导致NOx排放升高。轨压达到140MPa之后,消光烟度的改善不明显;轨压从130 MPa起,每增大10 MPa,同时使喷射定时从6°CA BTDC起,每减小2°CA,采用联合调整喷射压力和喷射定时的策略能同时减小NOx排放和消光烟度,解决了单一变量引起的NOx和碳烟此消彼长的问题;但会导致燃油消耗率升高。采用喷射参数耦合EGR策略改善了消光烟度和NOx的排放,同时也降低了燃油消耗率。     

柴油机燃用生物柴油燃烧与排放

研究了柴油机燃用0号柴油和生物柴油的燃烧放热规律．通过对燃烧特征参数的计算分析,发现生物柴油的燃烧始点有所提前,滞燃期缩短;燃烧初期放热尖峰出现时刻对应的曲轴转角有所提前,瞬时放热率峰值下降;燃烧持续期延长．同时还比较了柴油机燃用生物柴油和0号柴油的经济性和排放特性,发现燃油消耗率增加12％,而各种排放污染物除NOx略有上升外,CO、HC和颗粒物PM均显著下降．     

柴油机涡流燃烧室T形连接孔试验研究

将柴油机涡流燃烧室连接孔和起动孔连起来而做成T形连接孔,通过试验分析,控探涡流室连接孔结构形式和尺寸对柴油机燃烧进程以及燃油消耗率和冷起动的影响。     

燃油性质对船用中速柴油机排放的影响

鉴于2000－01－01起国际海事组织（IMO）对船用柴油机的NOx排放提出了限度值,研究了船用中速柴油机燃用柴柴油,窄馏分柴油及重油等燃油对NOx与颗粒排放的影响,发现了燃油中重馏分越多,芳烃含量越多,碳含量越多,则排放NOx越少,但增加了颗粒的排放,为了能降低NOx排放,又不过多增加颗粒排放,燃用轻柴油时采取了延迟 油,燃用重油时采用掺水乳化的方法,证明对降低船用中速柴油机NOx排放是有效的。     

VGT对柴油机排放性能影响的试验研究

将VGT60应用于YN4100QBZ柴油机上,建立了试验台架,确定了试验方法.利用VGT实时监控系统,进行了系统全面的试验.对各种负荷和转速工况下的大量试验数据进行了整理分析,并与原机的排放性能进行了对比,得出了稳态工况下VGT对于柴油机排放性能的影响特点和规律;通过自由加速试验研究了VGT对于自由加速烟度的影响,为实现电控VGT与柴油机在全工况范围内的优化匹配控制提供了基本数据和策略.     

非平衡等离子体处理柴油机有害排放

柴油机排放后处理的难点是NOx和颗粒,传统的后处理器不能有效降低柴油机的有害排放,综合考虑了柴油机排放的特点,提出了一种新的排放后处理方案,利用非平衡等离子体结合微粒捕集器综合降低柴油机的有害排放,并自行设计了等离子体发生器,理论分析和初步的试验研究表明,该后处理方案对于降低柴油机NOx排放和再生微粒捕集器是有效的,并具有较高的实用性。     

实现柴油机欧Ⅳ排放标准的试验

以某一四缸、增压直喷柴油机为样机,利用专业试验台架,首先对样机的喷油提前角和EGR率进行了不同工况下的标定,从而使柴油机排放物中NOx的排放量达到了欧Ⅳ排放标准;随后联合利用柴油氧化催化器(DOC)及微粒氧化催化转化器(POC)技术对柴油机尾气排放进行了试验研究,从而使柴油机废气排放物指标完全达到了欧Ⅳ排放标准.通过本试验研究,总结出了实现柴油机欧Ⅳ排放标准一种方法,并总结了此种方法的特点及规律.     

柴油机排放的遗传算法优化研究

基于13工况国Ⅲ排放实验循环,应用遗传算法技术对一款国产4 L电控单体泵高速柴油机排放进行了全局优化. 优化的决策变量为喷射正时. 优化目标为在满足国Ⅲ排放约束目标的前提下使全局油耗最低. 通过较少的迭代计算得到了理想的优化结果. 结果表明,NOx和PM排放达到了国Ⅲ排放法规的标准,并且油耗最低.     

改善大功率涡轮增压柴油机性能的研究

根据降低大功率涡轮增压柴油机燃油消耗串的需要，讨论了改善柴油机性能的主要措施，通过对缸盖气道的改进设计，使进、排气道的通流能力显著提高，涡流强度也有较大增加，柴油机燃烧过程得到改善，同时，采用新型的涡轮增压器ＮＲ１５／Ｒ代替ＶＴＲ１６１，增加了排气能量的回收，从而使６ＤＳ－１８Ａ柴油机的燃油消耗率在标定工况下降低１２ｇ／（ｋＷ·ｈ）。     

非热放电技术降低柴油机微粒的排放

为降低柴油机微粒排放,设计了高压放电电源和针阵列对板电晕放电发生器.该反应器电压为10 kV,直流电流在10 mA内可调,具有体积小、重量轻、功耗低、放电产生简单、放电均匀强烈的特点.在4135 G型柴油机上对其运行工况、反应器的放电电流、排气在反应器中的停留时间等因素对有害排放物的去除效果进行了详细分析.试验结果表明,在柴油机大部分运行工况下,反应器对微粒的去除效率为50%~80%.     

采用分段喷油改善柴油机排放的研究

用分段喷油器实行发段射油以改变喷油特性，使喷油的初期速率降低，而在喷油持续期内逐渐升高，这样使燃烧初期放热率减而随后逐渐加快，从而可以改善柴油机的排放并降低燃油的消耗率，对使用分段喷油器的喷射规律作了研究并在单缸试验机上进行了试验，试验表明，采用分段喷射装置后在微粒未增加的情况下，ＮＯｘ有所降低。     

基于深度极限学习机的柴油机尾气排放预测

准确预测拖拉机等柴油机械实际工况污染物排放在排放清单建立和区域污染物排放控制方面具有重要意义。基于拖拉机不同运行状态下发动机转速、油耗、燃烧比、CO、HC、NOX和PM等实测数据作为数据源,建立深度极限学习机(Deep Extreme Learning Machine,DELM）的预测模型,并对拖拉机怠速、行走和旋耕等基本工况下的污染物排放进行预测。为进一步评估DELM预测模型的适应性,将其与支持向量机(support vector machine, SVM)和前馈神经网络(Back propagation neural network, BPNN)模型进行对比分析。结果表明,1）DELM模型在预测排放时间序列方面具有一定优势,其预测拖拉机在怠速、行走和旋耕3种状态下的NOX、HC、CO和PM排放均方根误差均值分别为5.269×10-5、5.195×10-5、5.135×10-5和2.795×10-5。2）DELM模型与SVM和BP对比发现,DELM模型在鲁棒性以及适应性方面的优势显著。3）DELM方法的较高的准确度和泛化性,为基于发动机状态数据预测移动源尾气排放提供思路和方法。     

燃烧室形状对柴油机燃烧及排放影响的试验研究

在105单缸柴油机上，针对燃烧室形状对柴油机燃烧及排放特性的影响进行了试验研究，试验结果表明，中央突起缩口燃烧室具有较高的涡流和挤流强度并有较长的高涡流持续期，可加快缸内混合气的形成和燃烧速度，通过延迟喷油定时，减少了预混合燃烧量，在柴油机油耗率基本不变的前提下，降低了烟度和NOx的排放量。     

EGR对柴油机排放影响之研究

以某一四缸、增压直喷柴油机为样机,利用专业试验台架,针对EGR对柴油机排放的影响进行了试验研究。总结出了EGR系统对柴油机排放的影响规律。     

喷油嘴流量对小型柴油机燃烧及排放影响的试验研究

以某186FA柴油机为研究对象,对比分析喷油嘴用不同加工方法的喷孔及流量变化对小型柴油机燃烧和排放性能的影响。试验结果表明:减小喷油嘴流量,同工况下柴油机的最大燃烧压力降低,燃烧始点提前,预混燃烧比重减小,扩散燃烧阶段燃烧速度加强。合理匹配喷油嘴的流量参数能有效降低柴油机的排放。喷油嘴喷孔用电火花打孔与用机械钻孔相比,能明显的改善柴油机排放性能。186FA柴油机用电火花打孔、流量为0.959 L/min的喷油嘴和原机机械钻孔的喷油嘴试验对比,整机HC、CO和PM排放分别下降了45.1%、27.7%和10.4%;NO_x上升11.3%;但HC+NOx仍下降2.4%(八工况排放试验循环)。用喷油嘴优化匹配后整机排放能达到中国非道路柴油机第三阶段排放标准的要求。研究表明:柴油机在中、小负荷工况的燃油消耗率、HC、CO明显减少是整机排放降低的主要因素,其机理是喷油嘴流量系数大,喷孔燃油流道表面质量改善,提高了喷油压力和喷雾质量,每循环喷雾形状稳定,改善油气的混合和燃烧质量,说明喷油嘴喷孔参数和流量是影响非道路小型柴油机性能和排放的重要因素。     

直喷式柴油机NOx排放特性的模拟计算研究

在油滴蒸发准维燃烧模型的基础上,考虑燃油喷雾、蒸发、空气卷吸及传热的影响,结合生成NOx的化学动力学机理,建立直喷式柴油机的燃烧及NOx计算模型。实测直喷式柴油机多种转速负荷特性的NOx排放,得出柴油机运行范围内的NOx排放特性,并与模拟计算结果进行对比分析,两者变化较吻合。柴油机在低速大负荷时由于最高燃烧压力较大,温度较高,燃气在高温下停留时间较长,NOx排放浓度较大。供油提前角增加时,着火始点提前,最高燃烧压力及温度增加,NOx排放浓度也增加。     

混燃乙醇与柴油机排放研究

通过对柴油机上燃用不同掺烧比的柴油混合燃料时的排放特性,在不改变发动机基本结构的条件下,分别使用纯柴油和10%、15%及20%的乙醇柴油。进行了排放特性的对比实验。研究结果表明,加入一定比例的乙醇可以较大地降低排气烟度,NOx的排放也明显降低,而HC和CO明显上升。     

柴油机进气预混甲醇降低碳烟与NOx排放的试验研究

介绍了在发动机进气系统加入不同预混量甲醇对柴油机碳烟和NOx排放的影响.采用一种组合燃烧模式,该模式是指低负荷时发动机仅燃用柴油,中等以上负荷燃用柴油与预混甲醇.试验在一台改装的喷醇发动机上进行.与原柴油机性能进行的对比表明,采用组合燃烧方式的喷醇发动机的碳烟、NOx排放以及经济性明显优于原柴油机.同样工况下碳烟和NOx排放分别可以减少40%和15%以上,同时燃料消耗率也有大幅度改善.