二元煤基燃料柴油机的NO_X和颗粒物排放研究

通过发动机台架试验研究了F-T柴油引燃甲醇在柴油机上的NOX和颗粒物(Particulate matter,PM)排放以及二者之间的平衡问题。结果表明:柴油机燃用二元煤基燃料较F-T柴油NOX和PM排放最高降低45.8%和41.2%;0.30 MPa和0.60 MPa,1 600 r/min时,NOX排放较低;PM排放在2 000 r/min下最低,在1 200 r/min下最高;0.45 MPa,1 200 r/min和2 000r/min时,供油时刻为20°CA BTDC附近可以得到较低的PM排放和较低NOX排放,而在1 600 r/min下二者出现tread-off关系。F-T柴油引燃甲醇在柴油机上可以同时有效降低NOX和PM排放。     

车用柴油机有害排放物机内净化技术应用研究

与汽油机排放控制相比,柴油机的排放控制难度更大,这主要是因为柴油机排气后处理技术难度和成本都比汽油机高,尚未有像三元催化器那样非常有效后处理技术,尤其目前国内主要依靠机内净化技术来降低柴油机排放污染。由于柴油机采用扩散燃烧方式,CO和HC排放远低于法规限值,因而柴油机降低排放的主要目标是氮氧化物(NOX)和颗粒物(PM)。     

柴油机NO_X排放物的生成机理及净化技术

阐述了柴油机排放物中 NOX的生成机理及影响因素 ,并介绍了降低柴油机 NOX排放量的各种控制措施及其特点。     

车用柴油机排放物法规及满足法规的技术措施

介绍了国内外车用柴油机排放物法规和测试方法,分析了车用柴油机排放控制中存在的问题及目前国产车用柴油机排放物的现状。通过对目前所采取的降低车用柴油机有害物的各种技术措施的分析,提出满足未来越来越严格的车用柴油机排放法规,必须把现有的各种有效技术优化组合起来,且应进一步完善柴油机的排气后处理技术以及积极开发新的燃烧方式。     

柴油机燃用二甲醚排放实验研究

在ZS195直喷式柴油机实验台上进行了二甲醚的燃烧与排放试验,着重研究了甲醛及甲酸甲酯等非常规污染物的排放,并同时进行了常规排放物的研究．实验表明,DME燃烧物中HC的排放与甲醛的排放具有基本相同的规律：随平均有效压力的增加排放浓度下降．甲醛排放浓度与HC的排放浓度密切相关,实验数据表明,除少量数据外,HC的排放浓度与甲醛排放浓度呈线性关系．甲酸甲酯的排放与甲醛及HC无直接关系．同时,在DME的燃烧排放物中发现有微量甲酸甲酯的排放,但尚未发现DME燃烧排放物中有蚁酸存在．     

放热中心对DMC-柴油燃料排放特性的影响

为提高柴油机的燃烧热效率及有效降低有害排放物,在1台高压共轨单缸柴油机上,运用2段预喷和1段主喷组合的多段燃油喷射,并耦合高EGR率以实现低温预混合燃烧。在不同放热中心及EGR率的条件下,对比研究柴油及D10燃料(在柴油中掺入10%碳酸二甲酯)的排放性能。研究结果表明:随着放热中心(crank angle 50,CA50)后移,NOx排放显著降低,HC及CO排放的变化则相对平缓,PM排放呈先增加后降低的趋势;通过调整燃油喷射系统参数调控CA50(燃油路径)及采用EGR率(气体路径)均可实现对NOx的控制,但对其他排放物的作用效果却各不相同;高EGR氛围耦合较晚的CA50,即燃油路径与气体路径二者良好的匹配使用,可实现NOx和PM这2个目标变量的兼顾控制;与柴油相比,使用含氧燃料D10后,HC和CO均略有下降,NOx排放略有上升,但在PM排放方面可以获得大幅度的降低,可为NOx与PM排放之间的再平衡提供更大的空间。     

预混引燃燃烧模式下甲醇比例 对防爆柴油机排放的影响

针对防爆柴油机尾气中NO_x和PM排量高,单使用尾气净化装置效果有限的现状,通过在CY25型柴油机上加装防爆装置,研究了甲醇预混合气聚甲氧基二甲醚(PODE)引燃燃烧模式下甲醇占能比对防爆柴油机排放的影响。试验结果表明:随甲醇占能比增加,PM和NO_x排放下降,较F-T柴油引燃PM排放最大降幅达70%;而THC、CO、HCHO排放会随甲醇占能比提高而上升。甲醇预混合气PODE引燃燃烧模式可以使防爆柴油机同时有效降低NO_x和PM排放。     

浅析新型燃料在柴油发动机上应用的必要性

二甲醚粘度低,会使高压供油系统产生泄漏及早期磨损。在二甲醚中添加低比例的柴油(简称二元燃料),其柴油既参与燃烧,又相应提高了混合燃料的粘度。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1/2左右,CO和HC排放与柴油机相当。     

混合燃料的内燃机性能实验研究

为探究石油燃料的理想替代能源,以柴油、正丁醇、乙酰丙酸乙酯、生物柴油为基原料配制混合燃料,并在一台单缸常柴L22柴油机实验平台上,进行不同工况条件下的内燃机动力性、经济性和排放性能实验,探究在不同基原料、不同配制比例条件下,内燃机的有效输出功率P、燃油消耗率Be、PM、HC、CO、NOX随转速和负荷的变化趋势.结果表明,在柴油机不做任何改变的情况下,混合燃料可直接适用于柴油机,相对于柴油,混合燃料的输出功率略有降低,燃油消耗率有不同程度的升高;掺入含氧生物质燃料,PM、CO的排放有所降低,HC、NOX排放略有上升,掺入的生物质基原料含氧量越高、掺入比例越大,变化趋势越明显.     

重型车用柴油机燃烧与排放特性分析

针对某重型车用柴油机的燃烧特性与污染物排放特点,通过台架试验方法测试了不同转速和不同负荷下重型车用柴油机的燃烧特性、主要污染物PM与NO_x排放。结果表明:对该重型车用柴油机,在外特性高转速工况下,滞燃期增长,缸内燃烧过程中扩散燃烧所占比重增加;在柴油机常用转速1 400 r/min情况下,随着柴油机负荷增加,滞燃期逐渐缩短,燃烧持续期呈先缩短后增加的趋势,扩散燃烧所占比重增加。在外特性低转速工况,柴油机缸内的滞燃期较长,燃烧温度高,碳烟和NO_x排放均较高;在高负荷工况,由于供油量加大,燃烧持续期变长、燃烧温度高,碳烟和NO_x排放也比较高。     

汽油机分层废气再循环与稀薄混合气燃烧

为探索汽油机清洁燃烧技术途径 ,设计了 5气门汽油机馅饼状分层充气系统 ,试验对比了在分层充气前提下的稀燃和废气再循环对发动机排放特性的影响 ,并研究了两者叠加后对发动机性能的影响。试验结果表明 ,采用分层充气方式能够使废气再循环率达到 3 2 % ;在相同进气充量时 ,废气再循环与稀燃对改善 NOx 排放的效果基本相同 ;稀燃与废气再循环相结合可以获得比单纯稀燃或单纯废气再循环更好的综合性能 ,使 NOx 和 CO排放均降低到化学计量比无废气再循环情况下的排放指标的 10 %以下。稀燃与分层充气废气再循环相结合 ,简便可行 ,为研发低污染发动机提供了新思路     

中小排量摩托车发动机排放控制的强化

受制造成本限制,中小排量摩托车发动机很难采用三效催化转化器与闭环电控燃油喷射系统的组合进行排放的有效控制．为此,通过化油器燃油供给特性的调整及燃烧室与进排气道结构优化,采用二次空气喷射系统和催化转化器,运用曲轴箱闭式通风装置减低曲轴箱窜气污染物,将现行生产的各种化油器式中小排量摩托车排气污染物控制在GB14622—2002排放限值内,实现摩托车发动机排放控制的强化．     

喷射策略对某重型柴油机高原燃烧特性的影响

为研究高原条件下不同喷射策略对某重型柴油机燃烧特性的影响。建立基于ECFM-3Z燃烧模型的某增压柴油机燃烧室三维模型并将其与平原台架试验结果进行对比验证,分析在海拔4 550 m条件下不同喷射策略对柴油机缸内燃烧过程的影响。结果表明,随着喷油提前角增大,单次喷射时缸内高温区域缩小,温度分布变得均匀,缸内预混合燃烧增强。和平原条件下的结果相比,喷油提前角的增大可以减少碳烟的排放但是增加了NO_x的排放。采用多次喷射策略时,预喷的提前可以使燃油与空气混合更充分,从而有助于主喷燃油更好地燃烧,功率能够得到进一步提升,较单次喷射NO_x排放增加,碳烟排放减少。根据模拟结果最终选择预喷提前角为22°CA BTDC和主喷提前角为2°CA BTDC的喷射策略,示功图面积较单次喷射相比有所提高,可恢复至平原的85.6%。     

缸内直喷式汽油机燃用化学计量比混合气的试验

将一台TY1100柴油机改装为缸内直接喷射汽油机，当发动机运行在不同负荷工况下，采用不同的混和气浓度分布，实现了部分负荷采用分层燃烧以获得发动机的经济性，全负荷采用化学计量比混合气，实现了均质预混和燃烧以获得发动机的动力性．台架试验表明，燃油消耗量能降低6％，UBHC排放能降低31％，NOx排放能降低10％．     

火花点火式天然气发动机的准维燃烧模型

近十年来，由于能源和环保的要求，火花点火天然气发动机以高效、低污染燃烧的优点正在迅速发展。为了分析和研究这种发动机的燃烧过程，预测多种参数变化对性能的影响，建立了火花点火式天然气发动机的准维燃烧模型。根据倒拖发动机的实验结果，对缸内紊流的衰减和产生进行了模化，提出了缸内紊流强度计算的方法。试验表明，模型的计算值和试验值具有很好的一致性。该模型计算精度高、工程应用方便，为缸内燃烧过程分析、性能预测提供了一种有效的工具。     

现代乘用车柴油机技术

市场需求、排放法规、燃油经济性、客户满意度和成本是影响车用发动机技术发展的主要因素。与汽油机相比,现代柴油机在上述方面大都具有一定的优势,因此现代柴油机技术已成为乘用车发动机技术发展的一个重要方向。目前我国乘用车柴油机与国际先进水平仍存在很大的差距,亟需突破包括高效清洁燃烧技术、电子控制燃油喷射系统、发动机管理及标定技术等技术难点。建议自主开发低油耗、低污染物排放的高效清洁乘用车柴油动力,以满足我国未来乘用车大市场的需求。     

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。     

中国温室气体减排与选择性催化还原脱硝材料

综述了中国温室气体排放和Nox污染的现状及相互影响.论述了电厂锅炉和机动车发动机的稀燃化对CO2减排的意义和对Nox污染控制的影响,阐述了选择性催化还原脱硝技术对解决中国经济发展带来的能源危机和温室气体减排的重要性.基于温室气体减排和Nox排放的相互制约关系,指出了采用燃料的稀燃方式辅以SCR脱硝后处理技术是中国同时实现温室气体减排和Nox控制的显示可行途径.重点论述了中国燃煤电厂烟道气脱硝和柴油车尾气脱硝对选择性催化还原(SCR)脱销材料的要求,对国内外脱硝材料的研究领域、研发现状和发展趋势进行了探讨,并结合中国国情指出,具有自主知识产权的V-W-Ti基SCR脱硝材料、低温SCR脱硝材料和沸石基SCR脱硝材料是适应我国电厂烟道气脱硝和机动车尾气脱硝的SCR脱硝材料发展方向.     

Application and Development of Biomass Fuels for Transportation in China

Biomass fuels have become a big concern due to the large increase in green house gases and the rapid rise of petroleum prices around the world. This paper reviews recent developments in biomass fuels, such as ethanol and biodiesel, in China. Ethanol-gasoline mixture (E10) for vehicles is currently distributed in nine provinces while biodiesel is under development. One way to extend the application of ethanol is to burn it in diesel engines to lower soot emissions. The effects of the different methods blending ethanol with fossil diesel, and blending biodiesel with fossil diesel and ethanol-diesel on the combustion and emissions are investigated. The test results show that ethanol and biodiesel can be mixed with fossil diesel to greatly reduce particulate matter and soot emissions from diesel engines. But the application of ethanol blending with fossil diesel is more difficult than that of ethanol blending with gasoline, and biodiesel blending with fossil diesel. The dual-fuel injection of ethanol and diesel systems has the highest smoke reduction effect for a high ethanol fraction.     

煤炭助燃除灰剂改善热电厂热效率的试验研究

为改善煤炭的燃烧效率,研制了煤炭助燃固硫除灰多功能促进剂,并在130 t/h煤粉炉上进行了应用效果试验.试验表明,促进剂按优化配比用于燃煤锅炉,具有助燃、固硫、除灰、提高锅炉热效率等多种功能.