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甲烷-正庚烷双燃料二阶段着火的动力学特性

哈尔滨工业大学学报 2020年第1期52卷 186-193页

作者：李锋张尊华梁俊杰万琦李格升武汉理工大学能源与动力工程学院

基于CHEMKIN PRO软件,选取NUI 2016机理对甲烷-正庚烷双燃料进行研究.探究了甲烷-正庚烷双燃料在中低温条件下的二阶段着火特性,开展了相应的化学动力学分析.结果表明:二阶段着火现象在初始温度低于750 K时出现,二阶段着火过程均表现出... 详细信息

基于CHEMKIN PRO软件,选取NUI 2016机理对甲烷-正庚烷双燃料进行研究.探究了甲烷-正庚烷双燃料在中低温条件下的二阶段着火特性,开展了相应的化学动力学分析.结果表明:二阶段着火现象在初始温度低于750 K时出现,二阶段着火过程均表现出一定的NTC(负温度系数)现象;随着正庚烷掺混比例的增加,双燃料的二阶段着火延迟时间均减小,在正庚烷掺混比例小于75%时影响最为显著;通过相关化学动力学分析发现,甲烷主要在第二阶段被消耗,正庚烷在第一阶段进行氧化分解,在第二阶段着火过程中被完全氧化;通过反应路径分析发现,第一阶段反应产生的自由基和中间产物提高了系统活性,促进了双燃料的着火过程.

关键词：燃料与燃烧着火延时双燃料反应路径动力学

面向超低氮氧化物和碳烟排放的乙醇／柴油双燃料燃烧与排放

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内燃机学报 2013年第5期31卷 393-399页

作者：于水李理光郑明温莎大学机械、汽车和材料工程系加拿大温莎N9B3P4 同济大学汽车学院上海200092

采用先进燃烧控制手段,研究了乙醇预混比例、进气氧浓度和喷油时刻对燃烧和排放的影响规律.结果表明,采用乙醇/柴油双燃料燃烧模式可有效同时降低NOx和碳烟排放.在0.96,MPa指示平均有效压力(IMEP)的负荷下,采用约40%EGR率以及高于50%的... 详细信息

采用先进燃烧控制手段,研究了乙醇预混比例、进气氧浓度和喷油时刻对燃烧和排放的影响规律.结果表明,采用乙醇/柴油双燃料燃烧模式可有效同时降低NOx和碳烟排放.在0.96,MPa指示平均有效压力(IMEP)的负荷下,采用约40%EGR率以及高于50%的乙醇预混比例可实现低于0.2,g/(kW·h)的NOx排放以及接近于零的碳烟排放.当增加乙醇预混比例时,乙醇/柴油双燃料燃烧的滞燃期延长,而燃烧持续期变短.在较高乙醇比例下,虽然IMEP循环变动率较低,但50%放热点(CA50)循环变动量变大从而使缸压峰值的循环变动率增加.为同时降低NOx和碳烟排放,相对柴油的单一燃料低温燃烧模式,乙醇/柴油双燃料模式降低了对EGR的依赖程度.双燃料燃烧的燃烧相位可以比较灵敏地受控于缸内直喷柴油的喷油时刻.基于精确的燃烧相位控制、增压压力和EGR率的协同控制,最终在IMEP为1.58,MPa的接近全负荷工况下同时降低了NOx和碳烟排放.

关键词：乙醇柴油双燃料低温燃烧喷油时刻

天然气-柴油双燃料燃烧的微种群遗传算法数值优化

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内燃机学报 2020年第4期38卷 359-367页

作者：吴振阔韩志玉同济大学机械工程博士后流动站上海201804 同济大学汽车学院上海201804

利用微种群遗传算法结合计算流体动力学(CFD)构建了数值优化平台,对一台天然气-柴油双燃料重型发动机在中速,低、中和高3个负荷下进行了多目标优化.结果表明:通过优化柴油两次喷射时刻、压力、首次喷油比例、预混能量比例(PES)和EGR比例... 详细信息

利用微种群遗传算法结合计算流体动力学(CFD)构建了数值优化平台,对一台天然气-柴油双燃料重型发动机在中速,低、中和高3个负荷下进行了多目标优化.结果表明:通过优化柴油两次喷射时刻、压力、首次喷油比例、预混能量比例(PES)和EGR比例,可以使发动机在3个工况下获得高效清洁的燃烧.在不超过最大爆发压力、最大压力升高率及排放设定限值的前提下,均可获得高于45%的热效率.随着负荷增加,所需PES及EGR率依次增大.柴油首次喷射较早,用来调节压缩余隙处的活性梯度,第二次在较晚时刻喷入活塞碗底部区域,在中、低负荷工况下,缸内呈现出活性控制压燃(RCCI)燃烧式的梯级顺序燃烧特性.在高负荷工况下,缸内一定程度上展现出柴油微引燃(DPI)燃烧式的燃烧特性.在所有工况下,缸内均发生多点式的着火燃烧.

关键词：重型发动机双燃料微种群遗传算法数值优化

天然气/柴油双燃料发动机燃料喷射及着火特性

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内燃机学报 2021年第1期39卷 34-43页

作者：李徐程张尊华毛立通龙焱祥朱晨婷李格升武汉理工大学高性能船舶技术教育部重点实验室湖北武汉430063 武汉理工大学能源与动力工程学院湖北武汉430063

基于计算流体动力学(CFD)软件CONVERGE模拟了缸内高压直喷式柴油微引燃液化天然气(LNG)发动机的燃料喷射混合以及着火过程,校核和验证了湍流模型对模拟结果的影响,分析了天然气喷射正时、天然气喷射持续期及柴油与天然气射流中心轴线的... 详细信息

基于计算流体动力学(CFD)软件CONVERGE模拟了缸内高压直喷式柴油微引燃液化天然气(LNG)发动机的燃料喷射混合以及着火过程,校核和验证了湍流模型对模拟结果的影响,分析了天然气喷射正时、天然气喷射持续期及柴油与天然气射流中心轴线的夹角对缸内柴油和天然气射流发展、混合和着火的影响.结果表明:Smagorinsky大涡模拟湍流模型更适用于缸内高压直喷式LNG发动机的模拟;柴油与天然气射流中心轴线夹角越大,火核倾向于在天然气喷束的两侧形成从而点燃天然气;天然气喷射正时提前,天然气喷入缸内时与柴油的距离更近,利于天然气被引燃;天然气循环喷射量不变,天然气喷射持续期越短,天然气喷孔处压力更大,对柴油油束的冲击更强,促进了柴油的燃烧从而有利于天然气射流的着火.

关键词：双燃料缸内直喷着火特性数值模拟

双燃料电力推进船舶能量管理系统控制策略研究

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船电技术 2022年第4期42卷 46-48,52页

作者：汪敏祁松林王永兴武汉船用电力推进装置研究所武汉430064

本文以中海油某型LNG动力守护供应船为例,展开双燃料电力推进船舶能量管理系统控制策略研究。通过对双燃料机组的特性的研究,将全船动力设备视作一个整体,分析其对整个动力系统产生的影响,对比双燃料电推船能量管理系统与传统能量管理... 详细信息

本文以中海油某型LNG动力守护供应船为例,展开双燃料电力推进船舶能量管理系统控制策略研究。通过对双燃料机组的特性的研究,将全船动力设备视作一个整体,分析其对整个动力系统产生的影响,对比双燃料电推船能量管理系统与传统能量管理系统的区别,并在此基础上得出此类船舶能量管理系统的一般性控制策略。

关键词：双燃料电力推进能量管理

PODE/汽油双燃料RCCI大负荷扩展的试验研究

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工程热物理学报 2017年第9期38卷 2011-2017页

作者：童来会王浒贾国瑞尧命发郑尊清天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072

采用新型含氧燃料PODE作为缸内直喷燃料实现PODE/汽油双燃料RCCI燃烧,研究PODE在不同边界条件下对RCCI双燃料燃烧和排放的影响,结合进气门晚关策略进行了大负荷扩展的试验研究。结果表明:相对柴油燃料,PODE作为直喷燃料能够实现更低的... 详细信息

采用新型含氧燃料PODE作为缸内直喷燃料实现PODE/汽油双燃料RCCI燃烧,研究PODE在不同边界条件下对RCCI双燃料燃烧和排放的影响,结合进气门晚关策略进行了大负荷扩展的试验研究。结果表明:相对柴油燃料,PODE作为直喷燃料能够实现更低的烟度排放,同时有效地改善燃烧效率和热效率;降低λ可以有效抑制峰值燃烧速率,而PODE/汽油RCCI的烟度排放对λ不敏感,即便在λ<1的富油条件下依然可以实现极低的烟度排放,但当量比附近区域会引起CO的恶化;进气门晚关可以降低缸内压力和峰值燃烧速率,但是过于推迟的进气门关闭时刻会导致进气量降低引起NO_x的升高;进气门晚关结合高增压实现当量燃烧可以将大负荷范围扩展至2.31 MPa IMEP,同时并未引起有效热效率的显著恶化。

关键词： PODE 双燃料 RCCI 进气门晚关负荷扩展

不同喷油提前角下双燃料发动机的燃烧特性和稳定特性

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西安交通大学学报 2014年第7期48卷 29-33,130页

作者：孙璐刘亦夫曾科西安交通大学内燃机研究所西安710049

针对天然气、柴油双燃料发动机,研究了不同引燃油提前角下双燃料发动机的燃烧和循环变动特性。结果表明:给定引燃油量,喷油提前角提前,缸内最大压力增大,缸内最大压力出现时刻提前;双燃料发动机的放热率特性曲线存在2个波峰,喷油提前角... 详细信息

针对天然气、柴油双燃料发动机,研究了不同引燃油提前角下双燃料发动机的燃烧和循环变动特性。结果表明:给定引燃油量,喷油提前角提前,缸内最大压力增大,缸内最大压力出现时刻提前;双燃料发动机的放热率特性曲线存在2个波峰,喷油提前角提前有助于引燃柴油完全燃烧,使得引燃能量更大,整体混合气燃烧更充分,放热持续时间缩短,放热速度加快;随着喷油提前角的提前,缸内最大压力和最大压升率显著增大,缸内最大压力的循环变动的变化不明显,最大压升率的循环变动的变化显著;缸内最大压力和平均指示压力与缸内最大压力对应的曲轴转角密切相关且随喷油提前角的提前向上止点移动,缸内最大压升率与其对应曲轴转角的相关性随着喷油提前角的提前而削弱;随着喷油提前角的提前,最大压力和平均指示压力的循环变动系数减小,喷油提前角为20°时最大压力循环变动系数最大,为5.4%,给定喷油提前角下平均指示压力的循环变动系数均小于4%。

关键词：循环变动特性双燃料柴油天然气发动机

神经网络在双燃料发动机电控单元开发中的应用(英文)

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内燃机工程 2004年第3期25卷 12-15页

作者：李红郑荣良盐城工学院机械工程系盐城224003 江苏大学汽车与交通工程学院

将人工神经网络算法作为一种科学的数据处理方法引进双燃料发动机电控单元软件开发,实践表明,由神经网络对试验数据学习获得的规律对双燃料发动机的辅助燃料喷射量进行控制,可以比较好的满足工程技术上的要求。另外神经网络训练完成后... 详细信息

将人工神经网络算法作为一种科学的数据处理方法引进双燃料发动机电控单元软件开发,实践表明,由神经网络对试验数据学习获得的规律对双燃料发动机的辅助燃料喷射量进行控制,可以比较好的满足工程技术上的要求。另外神经网络训练完成后的系统可以由生成的通用C语言程序代码来表示,使电控单元的软件编写非常方便。

关键词：内燃机人工神经网络 BP算法双燃料电控单元

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柴油甲醇双燃料燃烧运行边界研究

工程热物理学报 2014年第9期35卷 1879-1883页

作者：王全刚姚春德余海涛潘望王建云刘辰韩国鹏天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072

本文在一台电控单体泵柴油机上开展了柴油甲醇双燃料燃烧运行边界的研究。结果表明在以替代率和负荷率为横纵轴的坐标系中柴油甲醇双燃料燃烧运行区域类似横置的等腰梯形,并存在三种状况的运行边界,分别是爆震、部分燃烧和失火。横置梯... 详细信息

本文在一台电控单体泵柴油机上开展了柴油甲醇双燃料燃烧运行边界的研究。结果表明在以替代率和负荷率为横纵轴的坐标系中柴油甲醇双燃料燃烧运行区域类似横置的等腰梯形,并存在三种状况的运行边界,分别是爆震、部分燃烧和失火。横置梯形的中上部是高效区,下部为低效区。梯形上腰是爆震线,下腰是燃料经济性不良的部分燃烧线,上底是失火和爆震交替发生的失火线。柴油甲醇双燃料燃烧运行区域的确定,对双燃料燃烧特性的理解和整车标定有重要帮助。

关键词：甲醇柴油双燃料运行范围燃烧特性