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航空动力学报 2024年

作者：陈潇潇曾文陈洁怡刘凯马洪安马宏宇刘潇沈阳航空航天大学航空发动机学院中国航发沈阳发动机研究所哈尔滨工程大学动力与能源工程学院

对不同工况条件下某天然气燃气轮机同轴分级燃烧室点熄火、燃烧与排放特性进行了试验测试，并采用不同燃料的化学反应机理对该燃烧室的燃烧与排放特性进行了数值计算。结果表明，点火燃空比随进口空气流量的升高先降低后略有升高，熄火... 详细信息

对不同工况条件下某天然气燃气轮机同轴分级燃烧室点熄火、燃烧与排放特性进行了试验测试，并采用不同燃料的化学反应机理对该燃烧室的燃烧与排放特性进行了数值计算。结果表明，点火燃空比随进口空气流量的升高先降低后略有升高，熄火燃空比随进口空气压力的升高先降低后保持不变。随着燃空比的升高，燃烧室温升与出口平均温度逐渐升高，燃烧室出口NOx浓度逐渐升高、CO浓度基本不变、UHC浓度先下降后上升；随着进口空气压力的升高，燃烧室温升与出口平均温度先升高后下降，燃烧室出口UHC、CO浓度降低、NOx浓度先下降后升高；随着进口空气温度的升高，燃烧室温升先升高后降低，出口平均温度升高，燃烧室出口UHC、CO浓度降低、NOx浓度升高。与采用甲烷的单步反应机理与详细反应机理相比，采用天然气的简化反应机理计算得到的该燃烧室温升、出口平均温度及主要排放物浓度与相应试验数据之间的误差最小。同时，随着工况的升高，燃烧室内高温区域面积增加，燃烧室温升与出口平均温度升高，燃烧室出口NOx与CO2浓度升高、CO浓度降低。

关键词：同轴分级燃烧室低排放燃烧室点熄火特性燃烧与排放特性简化反应机理

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掺混聚甲氧基二甲醚对中国第六阶段标准柴油机燃烧与排放特性的影响

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西安交通大学学报 2020年第3期54卷 28-34页

作者：赵玉伟王小琛牛天林程培源刘圣华空军工程大学防空反导学院西安710051 西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

为研究高含氧、高十六烷值的新型替代燃料聚甲氧基二甲醚(PODEn)掺混柴油对中国第六阶段标准柴油机燃烧与排放特性的影响,在一台增压中冷高压共轨的潍柴动力WP12.460柴油机上开展了不同PODEn比例(体积分数分别为10%、20%、30%)PODEn/柴... 详细信息

为研究高含氧、高十六烷值的新型替代燃料聚甲氧基二甲醚(PODEn)掺混柴油对中国第六阶段标准柴油机燃烧与排放特性的影响,在一台增压中冷高压共轨的潍柴动力WP12.460柴油机上开展了不同PODEn比例(体积分数分别为10%、20%、30%)PODEn/柴油混合燃料燃烧特性、燃油经济性及排放特性的试验研究。试验结果表明,随着PODEn掺混比例的增大,缸内最大爆发压力、缸内温度峰值及瞬时放热率峰值均逐渐降低,且各峰值对应相位逐渐前移;燃烧持续期缩短0.6°~2.1°(曲轴转角),放热更加集中,有效热效率最高可提升2.43%;有效燃油消耗率逐渐增加,但当量有效燃油消耗率逐渐降低,最大降幅为4.23%;NOx排放量略有升高,CO排放量、HC排放量和碳烟排放量均逐渐降低,其中CO排放量和碳烟排放量在高负荷工况下降低幅度较大,最高降幅分别为64.5%和75.8%。

关键词：聚甲氧基二甲醚中国第六阶段标准柴油机高压共轨燃烧与排放特性

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重型柴油机低温均质引燃燃烧与排放特性的试验研究

重型柴油机低温均质引燃燃烧与排放特性的试验研究

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作者：李思远山东大学

学位级别：硕士

随着我国汽车保有量的急速增长,内燃机排气所带来的污染问题越来越受到重视。传统内燃机受燃烧模式所限,压燃式柴油机存在氮氧化物与颗粒物排放高的问题,为满足排放法规,不得不依靠冗杂的后处理装置,而点燃式汽油机又存在热效率低的问题... 详细信息

随着我国汽车保有量的急速增长,内燃机排气所带来的污染问题越来越受到重视。传统内燃机受燃烧模式所限,压燃式柴油机存在氮氧化物与颗粒物排放高的问题,为满足排放法规,不得不依靠冗杂的后处理装置,而点燃式汽油机又存在热效率低的问题,燃油经济性较差。因此,寻找高效、清洁的燃烧技术成为内燃机行业可持续发展的首要问题。均质混合气引燃,以预混燃烧与稀薄燃烧为主的燃烧方式,同时具备高热效率与低排放的优势,应用潜力巨大。本文针对汽油均质混合气柴油引燃低温燃烧（LT-HCII）的新型燃烧技术进行了试验探究,主要进行了以下两点工作：一,汽油比例、柴油喷射时刻、EGR率、柴油轨压对LT-HCII燃烧与排放特性的影响;二,DOC后处理装置与柴油深度预混进一步改善LT-HCII排放的效果。试验在一台高压共轨六缸柴油机上进行,完成了对汽油喷射系统、开放式控制系统的改造,实现了轨压、喷射时刻、喷射脉宽、喷射次数、EGR率等控制参数的灵活调节。研究结果表明,LT-HCII燃烧模式指示热效率较高,试验工况下,可以达到压燃式柴油机水平,但由于不完全燃烧产物增多,导致燃烧效率略有降低。汽油增多,预混燃烧增加,放热率曲线由双峰变为平缓的单峰,而NOx与Soot排放同时降低,缸内明显处于低温燃烧状态,至汽油比例90%时,NOx降至0.79g/（kW·h）, Soot近零排放,而循环波动率不超过2%,说明少量引燃柴油即可有效控制LT-HCII的燃烧相位。柴油喷射时刻提前,是提高燃烧效率,改善THC与CO排放的有效措施,但会带来发动机工作粗暴的问题,而随柴油喷射时刻提前,Soot排放始终维持在极低水平,说明控制Soot排放的首要因素是汽油比例。适量EGR的引入,可以有效改善LT-HCII汽油均质稀混合气的燃烧状况,燃烧效率与指示热效率同时增大。而汽油预混燃烧加快,柴油扩散燃烧减慢,导致燃烧持续期基本不变。随再循环废气增多,氮氧化物排放减少,而不透光烟度基本不变,最大值仅为0.036m-1,可见LT-HCII燃烧模式对EGR并不敏感,可结合大比例EGR,同时实现氮氧化物与碳烟的极低排放。柴油轨压增大,是减少THC与CO排放、提高指示热效率、降低循环波动率的有效手段,但同时会带来NOx排放增加的问题。LT-HCII燃烧模式使用60MPa柴油轨压时的不透光烟度值,仅为0.034m-1,而纯柴油模式需要使用140MPa柴油轨压才能与此排放水平相当,可见LT-HCII可使用较低的轨压满足Soot排放要求。此外,DOC的加装并不会引起燃烧特性的变化,对THC与CO的转化效率也超过90%,可使二者同时满足国五排放标准,解决了LT-HCII燃烧模式不完全燃烧产物排放偏高的问题,而柴油深度预混可进一步改善中小负荷下的NOx与Soot排放,试验工况下,氮氧化物比排放最低为0.39g/（kW.h）,此时不透光烟度仅为0.0012m-1。

关键词：双燃料均质引燃低温燃烧燃烧与排放特性

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煤基石脑油/乙醇HCCI发动机燃烧与排放特性的试验研究

煤基石脑油/乙醇HCCI发动机燃烧与排放特性的试验研究

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作者：孙宏杰长安大学

学位级别：硕士

在能源危机和环境污染的双重困境之下开发高效清洁的新型内燃机及其替代燃料极为重要。HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition,均质压燃)燃烧由于较高热效率和较低的NOx和碳烟排放获得了研究人员的关注。但燃烧相位控制困难、... 详细信息

在能源危机和环境污染的双重困境之下开发高效清洁的新型内燃机及其替代燃料极为重要。HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition,均质压燃)燃烧由于较高热效率和较低的NOx和碳烟排放获得了研究人员的关注。但燃烧相位控制困难、运转范围窄等技术障碍的存在限制了HCCI发动机商用化进程。本文基于煤基石脑油和乙醇配制了四种不同比例的混合燃料,分别为N60E40、N65E35、N70E30及N80E20(NE:混合燃料中煤基石脑油体积占比X%、乙醇体积占比Y%)。研究了乙醇掺混比、进气温度T、过量空气系数λ以及转速n对HCCI燃烧与排放特性的影响。试验表明,随着乙醇掺混比的增加,混合燃料整体抗爆性提高,燃烧稳定性增强,但着火特性变差,HCCI燃烧有向大负荷工况拓展的趋势。当进气温度为40℃,乙醇掺混比从20%增加到40%时,压力峰值P减少3.24MPa,瞬时放热率峰值HRR减少0.146k J/°CA,温度峰值T减少281.32℃,燃烧初始时刻CA10推迟15.46°CA,循环变动系数COV则在N65E35时达到最低,CO和HC分别增加了0.28%和314ppm,NOx排放只在N80E20时略高,其余掺混比燃料下均保持较低的排放水平;平均指示压力IMEP和指示热效率ITE均先增大后减少,当N70E30时IMEP最大为0.392MPa,ITE的最大值则出现在N65E35。随着T的升高,P和HRR逐渐增大,T虽有增加但变化幅度很小,燃烧相位整体提前,COV逐渐减小;CO和HC的排放量显著减少,NOx排放先维持在较低水平,直到T为80℃时才开始增加;当T为60℃时IMEP和ITE均达到最大分别为0.376MPa和40.51%。随着λ的增大,P和HRR及T减小,燃烧相位推迟,COV在λ为2.8时最小,此时燃烧稳定性最佳,CO和HC排放量增加。随着n的增大,P和HRR以及T均增加,燃烧相位提前,COV则增大。CO和HC的排放量减少,NOx则一直保持在较低的排放水平。

关键词：均质压燃煤基石脑油/乙醇混合燃料燃烧与排放特性运转范围

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基于主动预燃室的高压缩比汽油机燃烧与排放特性数值模拟研究

基于主动预燃室的高压缩比汽油机燃烧与排放特性数值模拟研究

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2022中国汽车工程学会年会暨展览会

作者：张智衡潘松邓俊缪新轲费圣奕王金秋李理光同济大学汽车学院

基于一台高压缩比汽油机所建立的三维仿真模型,研究了主动预燃室结构,包括不同主通道直径、下腔半径、伸入长度、喷孔数和喷孔角度等参数对高压缩比汽油机燃烧特性的影响。将最优结构的主动预燃室与普通火花塞点火进行了对比,峰值放热... 详细信息

基于一台高压缩比汽油机所建立的三维仿真模型,研究了主动预燃室结构,包括不同主通道直径、下腔半径、伸入长度、喷孔数和喷孔角度等参数对高压缩比汽油机燃烧特性的影响。将最优结构的主动预燃室与普通火花塞点火进行了对比,峰值放热率提高153.1%,燃烧持续期缩短至41.3%,峰值缸压提高42.8%,燃烧等容度达到0.997;NO排放浓度为232.3×10,相比提高65.9%;HC排放浓度为220.3×10,相比降低60.1%;颗粒物排放质量为1.9×10kg,相比降低79.4%。

关键词：主动预燃室数值模拟燃烧与排放特性高压缩比汽油机

来源： cnki会议评论

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分截面喷射方式对氢内燃机燃烧及性能的影响

分截面喷射方式对氢内燃机燃烧及性能的影响

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作者：张孚华北水利水电大学

学位级别：硕士

随着化石能源的日益枯竭以及大气污染的加速恶化,人类开始不断探索高效可再生清洁能源的替代途径。氢气因其扩散速度快、着火界限宽、点火能量低、燃烧清洁等优点已得到众多研究者的关注,被公认为21世纪最有前景的车用替代燃料。对于进... 详细信息

随着化石能源的日益枯竭以及大气污染的加速恶化,人类开始不断探索高效可再生清洁能源的替代途径。氢气因其扩散速度快、着火界限宽、点火能量低、燃烧清洁等优点已得到众多研究者的关注,被公认为21世纪最有前景的车用替代燃料。对于进气道燃料喷射式氢内燃机,因氢气密度小,进气道供氢时会不同程度的出现氢气从喷射系统进入进气道时的“膨胀”,加之进气道容积的有限性而“阻塞”进气道空气的进入。然而喷射方式对进气道空气的流动产生显著的影响。由此,本文提出双路沿进气歧管周向对称布置和双路沿进气歧管间隔布置的喷射方式来解决进气道堵塞问题,以改善氢空混合气的形成。本文基于AVL-Fire软件通过三维数值模拟,进行了不同喷射方式(单路喷射方式、双路对称喷射方式和双路分截面喷射方式)与喷孔直径,在不同当量比与发动机转速下对氢内燃机混合气形成、燃烧特性、早燃和回火影响的研究。研究结果表明:相比单路喷射方式,双路喷射方式不仅提高了氢内燃机动力性和经济性,同时也减少了进气道残余氢气质量,缓解了进气道堵塞问题,也有利于抑制回火。对于双路喷射方式,双路分截面喷射方式提高了进气道内的质流量,更好地缓解了进气道堵塞问题。同时这种喷射方式提高了氢内燃机缸内混合气均匀性,使得H基和O基能够迅速与OH基结合,提高了氢氧反应速率,致使混合气燃烧速度加快,提高了缸内压力、指示功率和指示热效率(尤其是在当量比0.67时),但同时也增加了NO排放量;随着喷孔直径的增大,缸内混合气均匀性逐渐变差,指示功率和指示热效率均先增加后减小,且均在喷孔直径4mm时达到峰值。双路分截面喷射方式缸内温度较高,更易发生早燃,但进气门关闭后进气道残余氢气质量明显减少,有利于抑制回火的发生;随着喷孔直径的增大,进气道内残余氢气质量逐渐减少,发生回火的机率也逐渐降低。

关键词：氢内燃机双路对称喷射方式双路分截面喷射方式燃烧与排放特性早燃与回火

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柴油机不同海拔条件下燃用生物柴油研究进展及发展方向

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军事交通学院学报 2019年第8期21卷 40-46页

作者：焦宇飞刘瑞林任露杨春浩董素荣陆军军事交通学院学员五大队天津300161 陆军军事交通学院军用车辆工程系天津300161 海军工程大学动力工程学院武汉430033

为给以生物柴油为燃料的柴油机在不同海拔高度下的燃烧与排放性能研究提供参考,综述国内外不同海拔条件下柴油机燃用生物柴油研究情况,总结生物柴油制备方法以及生物柴油对柴油机燃烧与排放特性的影响规律,提出生物柴油未来研究方向与... 详细信息

为给以生物柴油为燃料的柴油机在不同海拔高度下的燃烧与排放性能研究提供参考,综述国内外不同海拔条件下柴油机燃用生物柴油研究情况,总结生物柴油制备方法以及生物柴油对柴油机燃烧与排放特性的影响规律,提出生物柴油未来研究方向与优化趋势。

关键词：生物柴油制备方法燃烧与排放特性高原环境

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