生物制气-柴油双燃料发动机燃烧特性研究

各种农林废弃的生物质,经气化炉热解气化产生可燃生物制气,作为柴油为引燃燃料的双燃料发动机主要燃料,测量该发动机及柴油机在运转范围内的燃烧过程,并分析燃烧始点、最高燃烧压力及相位的变化规律。双燃料发动机与燃用纯柴油时的发动机相比,燃烧始点较迟,在低速大负荷时比柴油机气缸最高燃烧压力及最大压力升高率要大,在其余工况比柴油机要低。     

生物柴油发动机非常规排放的FTIR检测

采用傅里叶变换红外光谱FTIR,研究了汽车发动机燃用生物柴油的非常规排放物。所用燃料分别为纯柴油、纯生物柴油、生物柴油掺混比为20%的B20混合燃料。结果表明,该机燃用纯柴油和B20燃油的甲醛排放差别不大,纯生物柴油的甲醛排放则明显高于柴油。燃用B20燃油的乙醛排放略低于纯柴油;纯生物柴油的乙醛排放在中低负荷低于纯柴油,在高负荷时高于柴油及B20燃油。燃用B20燃油和纯生物柴油的丙酮排放要高于柴油,但排放量均较低。随着生物柴油掺混比例的增加,发动机甲苯和二氧化硫均呈逐渐下降趋势,纯生物柴油的二氧化硫排放大幅降低。燃用生物柴油后,发动机的二氧化碳排放有所降低,表明了生物柴油有利于温室气体的控制。     

发动机采用柴油／甲醇组合燃烧的性能研究

分别在增压和自然吸气式高速直喷柴油机上采用柴油/甲醇组合燃烧方式进行研究.试验结果表明,采用组合燃烧后发动机和纯柴油燃烧发动机相比,尾气中NOx和碳烟排放显著减少,消耗燃料的比能耗降低,组合燃烧用燃料的使用经济性优予原机;仅未燃碳氢和一氧化碳较原机有所增加,但是由于排气温度高于催化转换器起燃温度,可以通过催化转换器将其转化.     

甲醇柴油比对二元燃料燃烧与排放特性的影响

在六缸电控单体泵增压中冷重型柴油机进气管上面布置电控甲醇喷嘴,采用柴油引燃甲醇均质混合气的二元燃料燃烧模式,开展了高甲醇柴油比的二元燃料燃烧特性与排放特性试验研究。研究结果表明;随着醇柴比的增加,二元燃料的滞燃期增加,放热率峰值、最大缸内压力和压力升高率峰值都变大;未燃HC和CO排放上升,NO_x排放则先下降后上升;烟度与颗粒物浓度排放都下降,低负荷下醇柴比为4.0时效果尤其显著;大负荷时二元燃料燃烧时热效率明显提高。     

甲醇裂解气对点燃式发动机性能影响研究

以一台点火式电控发动机为研究对象,采用废气余热制氢装置,研究了甲醇裂解气对点火式发动机性能的影响.研究表明:裂解气的稀燃范围十分宽泛,可实现稀薄燃烧;通过稀燃可使NOx排放较原汽油机降低90%,CO几乎接近零排放,而HC排放接近汽油.同时,稀燃也使裂解气发动机在保持原汽油机动力性的条件下,获得了较好的燃料经济性,容积替换比最小可以达到了1.48.该方法为实现甲醇高效清洁燃烧提供了切实可行的技术方案.     

发动机燃用生物柴油的核态颗粒排放

以一台电控高压共轨柴油机为样机,使用排气颗粒数量及粒径分析仪EEPS,研究了发动机燃用生物柴油的核态颗粒排放特性。所用燃油为纯柴油、生物柴油掺混配比分别为5%、10%和20%的B5、B10和B20燃料。结果表明:发动机排气颗粒数量随粒径变化呈现明显的单峰或双峰对数分布形态,核态颗粒的峰值粒径在6 nm至10 nm之间。生物柴油配比上升,增加了该机核态颗粒的峰值数量浓度,颗粒总数量浓度大都呈持续上升趋势,其中核态颗粒数量增加占有主导因素;在低负荷燃用低配比生物柴油燃料时,B10燃油的颗粒总数量浓度最低。     

混氢改善汽油机稀燃性能的试验研究

针对汽油机稀燃条件下循环变动大,燃料燃烧不充分的问题,本文在一台加装了电控氢气喷射系统的四缸汽油机上就混氢对改善汽油机稀燃条件下燃烧与排放性能的作用进行了试验研究。在发动机1400r/min,进气道绝对压力为61.5 kPa的条件下,就1%与3%两种进气混氢体积分数对稀燃汽油机燃烧与排放特性的影响进行了研究。试验结果表明,稀燃时发动机制动热效率随混氢分数增加而提高;滞燃期与速燃期随混氢分数增加而缩短;发动机稀燃极限所对应的过量空气系数由原机的1.45提高至混氢1%与3%时的1.55和1.96。混氢后发动机HC与CO排放降低,但NO_x排放有所升高。     

改质缸当量比对缸内热化学燃烧模式稀燃天然气发动机燃烧性能的影响

本文基于一台PFI增压稀燃点燃式天然气发动机,在其第四缸进气歧管处加装甲醇液体燃料喷嘴用以加浓第四缸(改质缸),发生缸内热化学燃料改质(TFR,Thermochemical fuel reforming)反应,再将改质缸排气直接引入发动机进气总管,以实现稀燃天然气发动机性能优化。本文研究了改质缸当量比(ΦTFR)对缸内热化学燃料改质过程的影响及对整机燃烧和性能的影响。研究结果表明:随着ΦTFR的增加,改质过程产生的H_2和CO含量显著增加,发动机缸内最大爆发压力和燃烧放热率峰值增加,缸内燃烧温度增加,放热相位提前,火焰发展期和快速燃烧期缩短,发动机工作稳定性增强,同时燃料消耗率降低,有效热效率增加,并且随着Φ_(TFR)的增大,H_2和CO增多,拓宽了TFR稀燃天然气发动机的稀燃极限,有效降低燃烧温度,使得具有降低NO_x排放的潜力。     

劣质煤沸腾燃烧过程动力特性和双床并联运行沸腾炉提高燃烧效率的试验研究

本文介绍了双床并联运行工业沸腾炉的结构原则,根据热平衡对比试验表明:这种沸腾炉在燃用劣质燃料时和单床沸腾炉相比,可以提高热效率16.6％.对燃用宽筛分劣质煤和燃用窄筛分的飞灰的沸腾床的燃烧过程动力特性作了试验测定,并对其结果进行了分析.从而提出在设计和运行上应该注意的问题和双床沸腾炉能够提高热效率的原因.     

燃用天然气合成油增压柴油机特性研究

在一台增压中冷柴油机上分别燃用常规柴油与代用燃料天然气合成油(GTL),供油提前角分别设为上止点前9°和12°CA,对比研究了燃用这两种燃料的柴油机动力性、经济性、燃烧和排放特性.与柴油相比,燃用GTL的柴油机有效功率和转矩不变,有效燃油油耗率降低,有效热效率相当;GTL的最高燃烧压力和放热率峰值均略低,GTL的着火时刻、缸压和放热率峰值出现时刻均略晚,燃烧持续期略长;与柴油相比,在试验工况下GTL平均降低了16.6%HC、14.5%CO、15.7%碳烟和15.1%NOx排放.试验结果显示GTL是一种有潜力的低排放代用燃料.     

具有旁通补燃、超高增压、低压缩比复合发动机循环的热力分析

本文提出了具有旁通补燃、超高增压、低压缩比复合发动机的理想循环、实际循环及其图示方法,推导了它的热效率和平均压力的计算公式,分析了各主要参数对热效率和平均压力的影响规律,讨论了复合发动机发展方向.分析表明,随着增压技术和零件抗热负荷能力的提高,该复合发动机有着巨大的发展潜力.     

油品对DMCC甲醛排放的比较研究

为了研究甲醇燃料发动机尾气中甲醛的排放特征,在一台经过改装的组合燃烧发动机上,采用标准测试柴油(TF)和普通市场柴油(MF)进行了实验,比较了燃用不同油料时的甲醛排放特征.实验结果表明;在相同甲醇掺烧比时,两种油料均是在低负荷时甲醛排放最高,在中负荷时最低,在高负荷时甲醛排放居中,三种负荷下MF甲醛排放均比TF高;此外,实验还对比了相同负荷、不同甲醇掺烧比时的甲醛排放,均表现出MF的甲醛排放比TF高,在高负荷下甚至达到2.5倍;实验还表明单纯的依靠氧化催化转化器不能有效降低甲醛排放.     

柴油/甲醇组合燃烧特性及道路试验研究

在一台单缸增压中冷试验发动机上,研究了高转速下柴油/甲醇组合燃烧(DMCC)模式的缸内燃烧特性,结果表明DMCC模式具有预混燃烧比例成倍增加,燃烧持续时间大大缩短的特点;另外,DMCC模式的放热中心时刻提前,排气温度降低,热效率相比纯柴油模式得到大比例提高。在一辆重型卡车上进行了DMCC模式的道路试验,发现DMCC模式甲醇对柴油的替代率达到了28.28%,替换比仅为1.36,百公里平均燃料效率提高了11.15%。     

用MTBE做汽醇混合燃料助溶剂的试验研究

一、前言 目前,国内外对于用甲醇代替石油产品做发动机燃料的研究日益重视.但甲醇与汽油在相当大的浓度范围内,只能部分互溶,形成共轭溶液.为使燃料性质均匀,发动机运转稳定,必须采取措施改变甲醇/汽油体系的存在状态.可采用乳化的方法,但迄今已制成的乳化液稳定性较差,实际应用尚有困难,较多的是用助溶剂(CoSolvent)使甲醇与汽油形成均相溶液.国外多采用较高级的醇类做助溶剂,其中以异丁醇最受重视.但是醇类不仅价格昂贵而且来源有限,致使汽醇燃料的使用和推广受到限制,因此寻找效果好,价格低,有工业来源的助溶剂就成为推广、使用汽醇燃料的关键.     

Pentazet-35高速摄影机使用一例——柴油机“复合式”燃烧过程的高速摄影研究

柴油机的燃烧系统是影响柴油机技术指标的主要因素之一。我校与天津内燃机研究所开展了柴油机混合气形成和燃烧过程的研究工作,并于1963年末研究成功一种新型的复合式燃烧系统,它采用国产最普通的单孔轴针式喷油嘴(也可采用单孔闭式喷油嘴)燃烧室置于活塞顶内,其截面势形状呈W、U等,它的制造工艺简单,使用维护方便,试验表明,它用这种新型燃烧系统后,发动机的经济指标先进,发动机工作柔和,排气清晰,起动容易,并可燃用轻质和重质燃料,甚至各种原油和渣油。     

废气再循环氛围下柴油/甲醇二元燃料燃烧特征分析

本文在一台电控单体泵柴油机上开展废气再循环(EGR)氛围下柴油甲醇双燃料(DMDF)燃烧特征分析的研究。结果表明随着EGR率的增加,纯柴油模式时,燃烧持续期延长,而DMDF模式时,燃烧持续期缩短;EGR氛围下,中大负荷的甲醇替代率明显提高,拓展了DMDF的运行范围,中等替代率时,柴油甲醇燃烧过程中相互促进;较高替代率时,预混甲醇可以实现可控快速燃烧;在高速大扭矩时,由于EGR冷却器冷却能力有限,会发生甲醇自燃现象。     

柴油机多品位余热回收低损跨临界联合循环

为高效低损回收柴油机多品位余热,本文提出了一种跨临界有机朗肯联合循环,其中高温级循环用于回收温度较高的发动机排气余热和废气再循环(EGR)余热,低温级循环回收发动机冷却水余热、增压空气余热、与高温级循环换热后的排气余热和EGR余热。本文对联合系统高温级工质选择多种高温型工质,并对系统热效率、回收功、效率及整体效率随高温级最大压力的变化规律进行模拟分析。结果表明存在一个最优的高温级最大压力P_(maxh),使得随着P_(maxh)的增大,系统热效率先上升后下降,工质均存在热效率η(th)的最大值。甲苯不论是热效率还是效率均表现出较好的性能,并且使柴油机效率提高了6.86个百分点。     

多循环PDE利用壁温蒸发煤油的试验研究

燃用煤油是脉冲爆震发动机工程化应用研究中亟待解决的一项关键技术.由于煤油的蒸发性差,常温下在空气中很难起爆,为了突破煤油在脉冲爆震发动机中的应用限制,利用爆震室壁面高温蒸发煤油,提高煤油在PDE中的起爆性能.本文利用PDE工作时的壁温和少量来流空气,在PDE管外设计了蒸发器,对供入PDE的煤油实行预蒸发,以提高燃用煤油...     

DMM燃料柴油机可控预混合燃烧的研究

本文介绍了在压燃式发动机上进行的预混合燃烧研究。在柴油机的进气道入口处安装了一个电控燃料喷射系统,喷入具有低十六烷值、低沸点的甲缩醛(DMM)燃料,在压缩冲程中形成均匀的混合气,并在上止点附近喷入少量柴油来点燃混合气。本文研究了预混合燃料比、发动机负荷、进气中CO2浓度和喷孔直径对发动机燃烧和排放的影响。试验结果表明,进气道喷射DMM的预混合燃烧能同时大幅降低NOx和碳烟排放,为降低柴油机有害排放提供了一种新途径。     

超燃冲压发动机推进性能理论分析

超燃冲压发动机的正推力问题和超声速燃烧的稳定性问题是制约超燃冲压发动机发展的两个关键气动物理问题.虽然经过50多年的研究,但是目前国内外对这两个关键问题的机理还没有研究清楚.文章首次将CJ爆轰理论应用于超燃冲压发动机推进性能分析,给出了这两个关键气动问题的理论分析结果.分析结果表明,燃烧室入口空气静温对发动机的推进性能产生重要影响.当爆轰波的爆速大于隔离段内空气来流的速度时,会向隔离段上游传播,导致发动机不起动.飞行Mach数Ma=6~8是超燃发动机的临界不稳定范围,飞行Mach数Ma>9,超声速燃烧将变得稳定.