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egr率对甲醇/柴油双燃料发动机性能的影响

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EGR率对甲醇/柴油双燃料发动机性能的影响

作者：周长登昆明理工大学

学位级别：硕士

随着国家“碳达峰、碳中和”战略目标的提出,高效、低碳、近零排放已成为柴油机发展的重要方向。提高热效率、燃料多元化是柴油机技术创新的重要途径。甲醇燃料作为新兴清洁能源,具有低碳、含氧量高、辛烷值高、燃烧清洁等特点。甲醇/... 详细信息

随着国家“碳达峰、碳中和”战略目标的提出,高效、低碳、近零排放已成为柴油机发展的重要方向。提高热效率、燃料多元化是柴油机技术创新的重要途径。甲醇燃料作为新兴清洁能源,具有低碳、含氧量高、辛烷值高、燃烧清洁等特点。甲醇/柴油双燃料反应活性控制压燃技术通过进气道喷入低活性的甲醇燃料,缸内直喷高活性柴油,通过协调控制两种燃料比例从而实现发动机高效清洁燃烧,可同时降低发动机碳排放和污染物排放。为探究引入egr系统后甲醇/柴油双燃料发动机排放性能的变化规律,基于实验室自主开发的甲醇/柴油双燃料发动机燃油供给及一体化控制系统及试验台架,系统研究甲醇替代率、egr率以及主喷提前角对甲醇/柴油双燃料发动机性能及氮氧化物排放的影响,主要结论如下:(1)柴油机最大功率转速(2600 r/min)与最大转矩转速(1800 r/min)下,负荷率60%～90%时,掺烧甲醇燃料能够有效降低NO排放量。纯柴油模式下,氮氧化物的主要成分为NO;双燃料模式下加入甲醇燃料后NO排放量大幅降低,但NO排放量显著增多,双燃料模式下NO的主要成分为NO。不同负荷工况下,碳烟排放量随甲醇替代率的增加而降低。(2)引入egr后,甲醇/柴油双燃料发动机有效热效率提高;不同负荷下egr率对发动机经济性的影响不同,中负荷下当量有效燃油消耗率随egr率的增加而降低,而高负荷下发动机当量有效燃油消耗率随着egr率的增加先降低后升高,30%甲醇替代率、90%负荷工况下,egr率从0%增加到15%时,1800 r/min转速下当量有效燃油消耗率平均降低2.8%;2600 r/min转速下平均降低0.49%,egr率大于15%后发动机经济性下降。(3)egr系统能够有效降低NO排放量,不同转速时90%负荷下降幅最大,1800 r/min、30%甲醇替代率时NO最大降幅为79.2%;260 0r/min、30%替代率下最大降幅可达78.8%;引入egr后NO排放量随egr率的增加而降低,但NO排放量保持在较低水平。(4)不同转速下egr率对THC和CO排放的影响规律不同,1800 r/min转速时THC排放量随egr率的升高先增加后减少,CO排放量随egr率的升高略微降低;2600 r/min转速下THC排放量随egr率的升高而降低,CO排放量在中负荷时随着egr率的增加而升高,高负荷工况下随egr率的升高先增加后减少。高负荷工况下引入egr会导致碳烟排放量急剧增加。(5)1800 r/min转速、中负荷工况时egr率对缸内燃烧特征影响较大,随着egr率的升高,双峰缸压呈现“V”形趋势,压力升高率趋于平缓,爆震现象减少,放热速率逐渐减慢。(6)双燃料模式下,随着柴油主喷正时的提前,发动机滞燃期延长、燃烧效率升高,有利于提高发动机经济性,但会造成发动机NO排放量与THC排放量增加;不同负荷下主喷提前角对CO排放量的影响不同,中等负荷下CO排放量随主喷角度的提前而降低,而高负荷下随主喷角度的提前而增加。

关键词：甲醇燃料柴油机反应活性控制压燃 egr率排放特性

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egr系统脉冲转换器的理论分析与研究

内燃机与配件 2024年第6期 26-28页

作者：周胜余唐忠刚徐士徐威风谭海亮段继翔潍柴西港新能源动力有限公司潍坊山东261001 潍柴动力股份有限公司潍坊山东261001

随着燃油消耗法规和排放标准的日益严格,许多新技术被应用到发动机上,在发动机上应用排气再循环(egr)技术已成为主要技术路线之一。在egr系统的基础上,首先阐述了egr系统和脉冲转换器的工作原理,分析了egr系统的特点;然后结合脉冲转换... 详细信息

随着燃油消耗法规和排放标准的日益严格,许多新技术被应用到发动机上,在发动机上应用排气再循环(egr)技术已成为主要技术路线之一。在egr系统的基础上,首先阐述了egr系统和脉冲转换器的工作原理,分析了egr系统的特点;然后结合脉冲转换器的特性,提出了利用脉冲转换器提高egr率。根据仿真分析和试验论证脉冲转换器对提升发动机egr率和降低发动机燃油消耗率的效果。

关键词：排气再循环(egr) 脉冲转换器 egr率燃油消耗率

egr率及温度对生物柴油发动机性能的影响分析

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中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2023年第5期 113-118页

作者：谢浚扬王鑫韩冰哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001

基于双碳政策,探究生物柴油与egr(废气再循环)技术相结合对于发动机NOx排放和做功能力的综合影响。基于GT-Power软件对常州单缸R175柴油机及外部egr系统建立仿真模型,采用纯生物柴油作为仿真模型的燃料,研究和优化生物柴油机在全工况下... 详细信息

基于双碳政策,探究生物柴油与egr(废气再循环)技术相结合对于发动机NOx排放和做功能力的综合影响。基于GT-Power软件对常州单缸R175柴油机及外部egr系统建立仿真模型,采用纯生物柴油作为仿真模型的燃料,研究和优化生物柴油机在全工况下最佳的egr率与egr温度。结果表明:在低工况下,NOx排放降低3.1%,热效率降低0.2%,中工况下,NOx排放降低10.4%,热效率降低0.69%,高工况下,NOx排放平均降低18.4%,热效率降低1.2%。

关键词：生物柴油 egr率 egr温度 NOx排放热效率

egr率对乙醇/生物柴油混合燃料燃烧及排放特性的影响

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燃烧科学与技术 2019年第3期25卷 237-243页

作者：肖合林李胜君薛琪鞠洪玲武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室武汉430070 武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心武汉430070

在一台经过深度改装的四缸直喷水冷柴油机上,燃用乙醇与生物柴油的混合燃料,研究了egr率与燃料特性对柴油机燃烧及排放的影响.结果表明:egr系统的介入以及乙醇的掺混均可减小燃烧过程中缸内压力和放热率峰值.燃用同种掺混比的燃料,随着... 详细信息

在一台经过深度改装的四缸直喷水冷柴油机上,燃用乙醇与生物柴油的混合燃料,研究了egr率与燃料特性对柴油机燃烧及排放的影响.结果表明:egr系统的介入以及乙醇的掺混均可减小燃烧过程中缸内压力和放热率峰值.燃用同种掺混比的燃料,随着egr率的增大,滞燃期和燃烧持续期出现了不同程度的延长,当量燃油消耗率升高,有效热效率降低.egr率不变时,燃用不同掺混比的混合燃料,随乙醇质量分数的增加,滞燃期与燃烧持续期逐渐延长,当量燃油消耗率逐渐降低,有效热效率逐渐升高.NO_x的排放量在egr引入后出现了显著下降,HC排放量升高.相同egr率下,随着乙醇掺混比的提高NO_x排放量略微下降,HC排放量表现出先减小后升高的趋势.相比纯生物柴油,乙醇的掺混可以显著减少大粒径颗粒物的数量.egr率的变化对核模态粒子的数量影响不明显,但聚集态粒子的数量会随着egr率的提高出现较为明显的增多.将乙醇、生物柴油和egr系统三者相耦合可改善柴油机的燃烧及排放特性.

关键词： egr率乙醇生物柴油燃烧排放

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egr率对LNT吸附路径及净化效果的影响

燃烧科学与技术 2019年第6期25卷 549-555页

作者：曹丽娟李志军李世龙蔡东李志遥张彦科天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室

针对稀燃氮氧捕集器吸附过程的硝酸盐和亚硝酸盐吸附路径,搭建了包含两种吸附路径的LNT模型,研究了不同egr率对吸附路径及NOx净化效果的影响,模拟研究结果表明,egr对硝酸盐和亚硝酸盐路径均有影响.egr率在0~15%内,egr对硝酸盐路径的抑... 详细信息

针对稀燃氮氧捕集器吸附过程的硝酸盐和亚硝酸盐吸附路径,搭建了包含两种吸附路径的LNT模型,研究了不同egr率对吸附路径及NOx净化效果的影响,模拟研究结果表明,egr对硝酸盐和亚硝酸盐路径均有影响.egr率在0~15%内,egr对硝酸盐路径的抑制作用和对亚硝酸盐路径的前期抑制、后期促进作用均随egr率增加而加剧.egr率在20%~30%内,egr对硝酸盐路径表现为抑制作用,对亚硝酸盐路径仍表现为前期抑制、后期促进作用,且作用效果随egr率增加变化微弱.入口温度为350℃时,egr率为0时硝酸盐和亚硝酸盐路径吸附的占有率比值约为1∶1.63,egr率25%时两种吸附路径占有率比值约为1∶2.47,亚硝酸盐路径略占优势.egr率在0~15%内,NOx转化率随吸附时间延伸下降速度先快后缓,egr率越高,吸附后期NOx转化率下降越快.egr率在20%~30%范围内,转化率随吸附延伸平稳降低,egr率越高转化率下降越缓.

关键词：稀燃氮氧催化器 egr率硝酸盐亚硝酸盐吸附路径

egr率对正丁醇/柴油燃烧过程及排放的影响

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江苏大学学报（自然科学版） 2016年第3期37卷 249-255页

作者：瞿磊王忠王燕鹏孙波江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013

采用不同egr率,对柴油机燃用含正丁醇质量分数为10%的混合柴油(N10)进行了台架试验,研究了egr率对燃用正丁醇/柴油的燃烧过程与排放的影响.结果表明:相同工况下,随着egr率的增加,最大爆发压力下降,压力急剧升高点所对应的曲轴转角后移,... 详细信息

采用不同egr率,对柴油机燃用含正丁醇质量分数为10%的混合柴油(N10)进行了台架试验,研究了egr率对燃用正丁醇/柴油的燃烧过程与排放的影响.结果表明:相同工况下,随着egr率的增加,最大爆发压力下降,压力急剧升高点所对应的曲轴转角后移,主燃烧开始时刻和瞬时放热峰值也发生明显后移,滞燃期有所延长,放热峰值逐渐下降;柴油机HC,CO,碳烟排放随着egr率的增加而有所升高,但碳烟排放仍低于柴油;NOx排放随着egr率的增加而逐渐降低,且高负荷时,降低趋势更为明显,负荷为75%时,与egr率为0相比,egr率为10%时NOx排放降低了47.2%,egr率为20%时NOx排放降低了86.3%.

关键词：正丁醇柴油燃烧排放 egr率

利用文丘里管和VNT提高柴油机egr率的研究

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内燃机学报 2009年第2期27卷 140-145页

作者：郭鹏江王天灵李德刚高希彦大连理工大学内燃机研究所辽宁大连116023 吉林大学汽车工程学院吉林长春130025

利用文丘里管和可变喷嘴增压器(VNT)提高柴油机的egr率,旨在降低柴油机NOx的排放。采用试验的方法研究,对文丘里管喉口直径进行了优化,分析不同的喉口直径对发动机外特性参数的影响;对于VNT系统,分析VNT叶片开度对egr系统的影响,并在最... 详细信息

利用文丘里管和可变喷嘴增压器(VNT)提高柴油机的egr率,旨在降低柴油机NOx的排放。采用试验的方法研究,对文丘里管喉口直径进行了优化,分析不同的喉口直径对发动机外特性参数的影响;对于VNT系统,分析VNT叶片开度对egr系统的影响,并在最佳的egr率下,进行了VNT与旁通增压器的柴油机性能对比。通过文丘里管喉口直径的合理选取和VNT喷嘴环叶片位置的调节,增加涡前与文丘里管喉口的压差及egr率。结果表明,基于VNT的egr系统,扩展了egr率的范围,小负荷的egr率能达到30%,在保证柴油机动力性、经济性不变的前提下,大大地降低了NOx的排放。

关键词：文丘里管可变喷嘴增压器(VNT) 柴油机 egr率

egr率对高压共轨柴油机燃烧性能影响的多维仿真

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热科学与技术 2017年第3期16卷 218-223页

作者：王银燕马传杰杨传雷胡松哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了预测不同废气再循环(exhaust gas recirculaction,egr)率对某型高压共轨柴油机性能的影响,采用AVL FIRE软件建立了该柴油机缸内的多维仿真模型,并与试验结果进行对比,验证了模型的正确性;对样机采用不同的egr率进行缸内模拟计算,分... 详细信息

为了预测不同废气再循环(exhaust gas recirculaction,egr)率对某型高压共轨柴油机性能的影响,采用AVL FIRE软件建立了该柴油机缸内的多维仿真模型,并与试验结果进行对比,验证了模型的正确性;对样机采用不同的egr率进行缸内模拟计算,分析研究了不同egr率对柴油机缸内燃烧过程参数及排放(NOx和Soot)的影响。结果表明:随着egr率从0.00增加到0.20,柴油机缸内燃烧速率减小,爆压和最高温度分别下降了4.0%和3.9%,累计放热量下降了3.5%,滞燃期增加了0.9℃A,同时缸内NOx排放生成区域明显减少,但Soot排放生成区域明显增加。

关键词：柴油机 egr率多维仿真燃烧排放

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增压直喷式柴油机egr率测试及优化研究

内燃机工程 2006年第2期27卷 81-84页

作者：张振东方毅博陈振天上海理工大学机械工程学院上海200093

针对增压直喷式柴油机,开展了应用废气再循环技术降低NOx排放的研究。研究了不同egr率对发动机13工况下性能和排放的影响规律,并优选了发动机13工况下egr率。利用设计的egr电控系统,实现了发动机egr率的自动控制,并通过试验对egr系统进... 详细信息

针对增压直喷式柴油机,开展了应用废气再循环技术降低NOx排放的研究。研究了不同egr率对发动机13工况下性能和排放的影响规律,并优选了发动机13工况下egr率。利用设计的egr电控系统,实现了发动机egr率的自动控制,并通过试验对egr系统进行了验证。

关键词：内燃机增压直喷式柴油机废气再循环 egr率 NOx