一、柴油机燃用二甲醚及采用排气再循环同时降低碳烟和NO_x排放的研究(论文文献综述)
蒋状[1](2021)在《燃油喷射参数对柴油机燃用不同含氧燃料燃烧及排放影响研究》文中研究表明内燃机给人类的工作生活方式带来巨大便利的同时也带来了环境治理的压力和能源危机。含氧燃料作为极具发展潜力的清洁代用燃料因其良好的物理化学性质受到相关学者的关注与研究。本文从相同含氧量、不同含氧官能团的酯类(DMC)和醚类(PODE)含氧添加剂入手,结合燃油的喷射参数,研究不同类型的含氧燃料在不同喷射参数的条件下,含氧燃料自身含有氧原子以及不同的含氧官能团在优化缸内燃烧状况以及使碳烟排放下降的潜力,以实现高效可靠的压燃模式。并利用正交试验方法得到了试验数据,建立了NOx和soot关于喷油参数的回归模型,并结合多目标粒子群优化,探索优化后的NOx和soot排放。研究结果如下:在柴油中加入PODE会使缸内压峰值和瞬时放热率峰值相比于纯柴油后有所降低,而添加DMC却使二者均升高,使用PODE作为含氧燃料添加剂相比于DMC会使NOx略有降低,两种含氧燃料均使soot降低。相同条件下,PODE降低soot的幅度更大。在添加含氧燃料后,核膜态颗粒物数量浓度峰值会增加,但积聚态颗粒物数量浓度峰值,颗粒物质量量浓度、GMD降低,颗粒物会偏向小粒径方向。添加PODE相比于添加DMC的颗粒物质量浓度和GMD进一步降低,即PODE在降低颗粒物的潜力更大。结合改变喷油策略,发现单次喷射时,适当早喷或晚喷以及提高喷油压力均会使三种燃料的soot排放和颗粒的质量浓度降低,颗粒物偏向小粒径,但同时会升高NOx和颗粒物的数量浓度。在采用带有预喷策略的两次喷油策略下,发现预喷油量占比小以及主-预喷间隔的大的条件下,会更利于碳烟和NOx的排放,提高预喷油量占比会使积聚态颗粒物数浓度峰值、总颗粒物质量浓度和GMD增加,而核膜态颗粒物数浓度的降低。在增加主-预喷之间的间隔条件下,会使三种燃料的积聚态颗粒物的峰值降低,而核膜态颗粒物的峰值增加。使用含氧燃料PODE柴油添加剂条件下,进行了四种喷油参数的五水平因素正交试验,利用正交试验结果建立了关于NOx和soot的回归模型,发现正交试验结果与回归模型得到的标准化残差都在(-2,2)之间,R-sq为99.0%和94.3%,即模型是可靠的。利用粒子群算法,找到了NOx和soot的两目标优化模型的帕累托前端。得到了在此工况下能获得最低的NOx排放浓度为95.98ppm、soot排放最低为0.56mg/cm3,二者相对折衷的NOx和soot值分别239.76ppm为1.87mg/cm3。
解昕撙[2](2020)在《煤基合成柴油/丁醇混合燃料对压燃式发动机燃烧及排放的影响》文中研究指明能源危机和环境污染是目前人类社会面临的两大挑战,而汽车行业的飞速发展也受排放法规和油耗法规的制约,因此应用清洁替代燃料,实现内燃机的高效清洁燃烧显得尤为重要。本文依托吉林省自然科学基金-基于煤基合成柴油的内燃机高效清洁燃烧技术研究,针对煤基合成柴油(CTL)和含氧燃料正丁醇在掺混和双燃料喷射两种混合方式下进行燃烧边界条件的优化,试图寻找适合CTL及其与正丁醇的混合燃料的最佳燃烧边界条件协同控制策略,探究其对NOx和微粒排放的改善潜力。本研究通过自行改造的增压单缸压燃式发动机,建立试验研究测控平台,开发模拟增压中冷系统、EGR控制系统及双燃料喷射控制系统,实现发动机进气及缸内燃烧边界条件的主动控制和调节,开展不同比例的CTL/正丁醇混合燃料在不同EGR、喷油参数等燃烧边界下的燃烧及排放特性研究。研究结果表明:1.燃用正丁醇/CTL混合燃料,有利于提高缸内最高压力和放热率,进而提高发动机的热效率,但是压力升高率也明显增大。随着正丁醇掺混比例的增加,混合燃料的滞燃期延长,烟度和CO排放得到改善,但NOx和HC排放有所升高。掺混正丁醇燃料对改善微粒数量有十分积极的影响,且在大负荷工况改善效果更好,D10燃料(正丁醇掺混比为10%)与CTL燃料在大负荷时相比,总微粒数量浓度、核态微粒数量浓度、积聚态微粒数量浓度降低幅度分别达到:89.4%、75.5%、92.8%。并且对正丁醇/CTL混合燃料使用微粒捕集器,总微粒的捕集效率在90%以上?2.适当提前喷油和提高喷射压力,均有利于缸内最高压力的提高,对改善发动机热效率有积极的影响。虽然使NOx排放有所提高,但对微粒排放有很好的抑制作用。引入EGR可以在烟度增加不明显的情况下,大幅度的降低NOx排放,且正丁醇/CTL混合燃料相较于单一CTL燃料有着更好的EGR耐受性。3.对正丁醇/CTL混合燃料进行EGR协同喷油时刻的优化结果表明,最佳NOxPM排放点为EGR率为20-30%之间,喷油时刻为5°-7°CA BTDC,本研究得到的D10燃料的最佳优化点相较于CTL基准点的NOx排放降低26.9%,微粒数量浓度降低44%。4.正丁醇/CTL双燃料喷射发动机随EGR和喷油时刻的影响规律和掺混方式下的规律大体相同,增加正丁醇喷射比例可以降低微粒排放并提高其对EGR的耐受性,但会引起HC和CO排放的明显升高。30%比例的正丁醇/CTL双燃料喷射发动机的最佳NOx-PM优化点,相较于单一CTL优化基准点,NOx排放降低37%,微粒数量浓度降低51%。5.对正丁醇/CTL掺混和双燃料喷射两种混合方式排放对比分析,可以发现双燃料喷射方式下的NOx排放较低,且在大EGR的条件下,双燃料喷射方式下微粒数量浓度也较低,但是此方式下的HC排放和CO排放量显着高于掺混方式。
张琦[3](2020)在《铁基FBC对柴油机缸内燃烧和碳烟排放特性影响的研究》文中研究说明近年来全球极端气候事件频发,生态环境日益恶化,柴油机尾气排放作为环境问题的主要因素之一,各国不断出台严苛的排放法规以限制柴油机污染物排放。柴油机后处理技术是减少污染物排放的重要举措,而改善燃油的理化性质,优化缸内燃烧则可以从源头上解决柴油机排放污染问题。燃油添加剂可在不改变柴油机结构的前提下实现燃油的高效清洁燃烧,因此受到了研究人员的关注,越来越多关于燃油添加剂应用于柴油机的研究在全球范围内开展。本文基于柴油机台架试验平台与燃烧可视化系统,对应用于柴油机的常规市售铁基燃油添加剂(Fe-FBC)开展燃烧过程、污染物排放和碳烟生成历程等研究,并基于颗粒理化性质检测仪器对Fe-FBC燃油燃烧颗粒进行粒径分布规律、微观形貌与结构、氧化活性以及可溶性有机物(SOF)组分等深入分析。试验前按Fe元素质量比为200 mg/kg、400 mg/kg和600 mg/kg进行Fe-FBC燃油配制,分别标记为Fe200、Fe400和Fe600。在柴油机上分别燃用纯柴油和三种Fe-FBC燃油,并采用燃烧分析仪和排气分析系统对Fe-FBC燃油燃烧特性和排放性能进行探究。结果表明柴油中添加Fe-FBC可有效促进燃烧化学反应,显着提高燃油的燃烧速率和热效率。Fe-FBC对HC、CO和烟度排放具有较优的抑制作用,且随着柴油中Fe-FBC含量增多减排效果更加显着,不同浓度Fe-FBC燃油的HC和CO排放在各工况下降幅分别为4.7%13.3%和1.4%7.8%,Fe200、Fe400和Fe600燃油满负荷工况下烟度降幅达到最大,分别为13.7%、20.4%和24.0%,Fe-FBC对NOx排放的作用效果并不明显。柴油机运转于高负荷工况时,Fe-FBC对甲醛、乙醛、1,3-丁二烯、乙烯、乙炔和多环芳香烃(PAHs)等非常规污染物具有显着的降排作用,但中低负荷下柴油中添加Fe-FBC会产生较多的1,3-丁二烯、乙烯和乙炔排放。采用内窥镜系统改造柴油机燃烧可视化平台,拍摄柴油机燃用纯柴油、Fe200和Fe400燃油缸内燃烧火焰图像,基于双色法求解燃烧过程中缸内火焰温度与碳烟浓度,并对碳烟生成历程中面积分布进行分析。结果表明随着柴油中Fe-FBC含量增多,燃油着火时刻略有提前,火焰发展速度加快,燃烧程度剧烈,缸内最高燃烧温度显着上升,燃烧持续期略有缩短。缸内碳烟生成量在整个燃烧过程中始终维持在较低浓度,燃烧室内碳烟面积占有率随着柴油中Fe-FBC含量增加显着降低,表明Fe-FBC在燃烧过程中可持续抑制碳烟的生成,并促进碳烟催化氧化。选用发动机粒径谱仪(EEPS)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)和气相色谱质谱联用仪(GC-MS)分别对燃用Fe-FBC燃油排气颗粒的粒径分布规律、微观形貌与结构、氧化活性和SOF组分等颗粒理化性质进行分析。结果表明柴油中添加Fe-FBC后排气颗粒粒径细化、颗粒总数量略有上升,颗粒总质量显着降低。相比于纯柴油,Fe400燃油的排气颗粒结构排列趋于稀疏,分布松散,且具有更低的计盒维数。颗粒的氧化反应始点温度随着Fe-FBC含量增多不断降低,低温氧化活性显着增强。Fe-FBC的加入改变了颗粒中SOF组分,尤其是减少了PAHs的种类与含量,将高苯环数的PAHs向低环数转化。此外Fe-FBC还降低了SOF组分中高碳原子数化合物,弱化了颗粒的毒性。
谢远涛[4](2020)在《含水正丁醇/柴油混合燃料的燃烧与排放特性的试验研究》文中研究表明能源危机与环境污染使得代用燃料成为当今内燃机领域的研究热点。本文通过配制柴油-含水正丁醇混合燃料BW5、BW10和BW20,在一台直列四缸,增压中冷,电控高压共轨柴油机上进行负荷特性试验。与纯柴油相比,发动机燃用柴油-含水正丁醇混合燃料虽然可以明显降低颗粒物的排放,但导致BW5和BW10的NOx排放升高,通过引入EGR系统降低NOx的排放。本文的研究结果如下:(1)随着含水正丁醇量的增加,混合燃料的密度差异很小,热值、凝点和冷滤点逐渐降低,含氧量逐渐增加,BW5的运动粘度最低。(2)缸内最大爆发压力、主喷阶段的瞬时放热率和缸内燃烧温度峰值随着负荷和含水正丁醇量的不同,呈现不同的规律。大部分工况下,BW10的缸压、主喷阶段瞬时放热率和缸内燃烧温度峰值最高;中高负荷下,由于BW20的含水正丁醇量最高,含水量最高,水的高汽化潜热对燃烧的抑制作用更明显,BW20的缸压、主喷阶段瞬时放热率和缸内燃烧温度峰值低于D100。(3)与D100相比,大部分工况下,BW5和BW10的HC排放降低,BW20的HC排放升高;所有工况点,BW5和BW10的NOx排放升高,BW20的NOx排放降低;混合燃料颗粒物总的数量浓度均有不同程度的降低,其中BW10的降幅最为明显。(4)随着EGR率的增大,由于EGR的热效应和稀释效应,四种燃料的滞燃期、燃烧持续期延长,而缸压、主喷阶段的瞬时放热率和缸内燃烧温度峰值逐渐降低。(5)两种负荷下,NOx比排放随着EGR率的增大逐渐降低。平均有效压力0.56 MPa下,BW10和BW20的颗粒物总数量浓度随着EGR率的增大先降低后增加;而平均有效压力0.98 MPa下,四种燃料的颗粒物总数量浓度随着EGR率的增大而明显增加。中低负荷下,当EGR率较小时,引入EGR可以同时降低NOx和颗粒物排放。中高负荷下,引入EGR虽然可以降低NOx排放,但会导致颗粒物排放的明显增加。
杨传通[5](2020)在《P50/甲醇双燃料发动机燃烧与排放特性研究》文中提出柴油机具有热效率高、动力性好、HC和CO排放低的特点,广泛应用于乘用车、商用车、专用车辆、工程机械、农业机械、船舶等领域,但是柴油机的NOx和PM排放量较高。面对日益严苛的柴油机排放法规,为了实现柴油机节能减排的目标,开发和使用柴油机清洁代用燃料成为解决问题的重要研究方向。聚甲氧基二甲醚(PODE)常被用作柴油的替代燃料,其主要通过甲醇,甲缩醛和二甲醚等生产原料制备而成。PODE的物理性质与柴油相近,可以与柴油互溶,具有较高的含氧量和十六烷值。而我国的甲醇燃料主要通过煤炭制备,生产工艺成熟,是目前极具应用前景的清洁代用燃料。甲醇具有汽化潜热高,沸点低和辛烷值高等特性,同时甲醇含氧量高达50%,可以有效抑制柴油机颗粒物的生成,但是甲醇极性较强,难以与柴油互溶,因此压燃式发动机一般采用双燃料燃烧模式对甲醇、柴油燃料进行研究。废气再循环系统可以显着降低缸内燃烧温度,从而可以降低柴油机的NOx排放。为了进一步降低柴油机颗粒物排放,本文选择在引燃柴油中添加互溶性好的高含氧量燃料PODE。由于PODE运动粘度过低,直接作为引燃燃料会加剧高压油泵的磨损,甚至导致高压油泵柱塞偶件的损坏。因此,将PODE按照50%体积分数与0#柴油掺混制备成PODE/柴油混合燃料,即为P50燃料。本试验以P50和甲醇为试验燃料,在双燃料模式下,将甲醇注入进气道以形成甲醇-空气预混合气,然后由气缸内直接喷射的P50点燃。本文基于一台直列四缸电控高压共轨柴油机,在发动机转速1800r/min下,当平均有效压力为0.42MPa,0.70MPa和0.98MPa时,研究不同甲醇替代率(10%,20%,30%和40%)和EGR阀开度(10%,20%,30%和40%)对P50/甲醇双燃料发动机燃烧与排放性能的影响。试验结果表明:(1)所有试验工况下,发动机的喷射策略均包含预喷射和主喷射;在相同负荷下,滞燃期随着甲醇替代率的增大而增大;随着EGR阀开度的增大,不同甲醇替代率下的滞燃期略微增加。(2)在相同负荷下,随着甲醇替代率的增大,燃料峰值放热率增大。当负荷为0.42MPa时,峰值燃烧压力和缸内燃烧温度呈现出略微降低的趋势,燃烧始点后移;在0.70MPa和0.98MPa负荷工况下,峰值燃烧压力和峰值燃烧温度随着甲醇替代率的增大而增大,但是在后燃期时缸内平均温度逐渐降低。在相同负荷和甲醇替代率下,随着EGR阀开度的增大,峰值缸内压力,峰值放热率和峰值缸内燃烧温度略微降低。(3)在相同甲醇替代率下,随着负荷增大,发动机NOx排放量增多;当负荷和EGR阀开度相同时,NOx排放随甲醇替代率的增大而降低;而在相同负荷和甲醇替代率下,NOx排放随着EGR阀开度的增大而降低。(4)在发动机低负荷0.42MPa下,当EGR阀开度低于30%时,甲醇替代率对双燃料燃烧模式下的超细颗粒物数量浓度和体积浓度影响不大。当负荷为0.70MPa时,在双燃料燃烧模式下,当EGR阀开度一定时,超细颗粒物的数量浓度和体积浓度均随着甲醇替代率的增大而呈现逐渐降低的趋势;同时超细颗粒物的几何平均直径向小粒径方向转移。当负荷为0.98MPa时,与原机燃用P50相比,随着甲醇替代率的增大,双燃料模式下超细颗粒物的数量浓度和体积浓度增加,超细颗粒物的几何平均直径向大粒径方向移动。在相同负荷和甲醇替代率下,随着EGR阀开度的增大,超细颗粒物数量浓度和体积浓度随之升高。
廖凭皓[6](2020)在《PODE掺混比对柴油机性能及DOC+CDPF+SCR后处理系统的影响研究》文中研究表明出于对能源安全、能源多样性以及可持续发展的共同要求,生物质燃料比以往更多地受到公众和学者们的关注。然而对于聚甲氧基二甲醚(polymethoxy dimethyl ether,PODE)这种新型燃料在柴油机中的应用,及其对柴油机后处理系统的影响,研究并不像甲醇、正丁醇、二甲醚或生物柴油那样广泛。DOC+CDPF+SCR是满足国VI法规的柴油机机外净化技术之一,研究PODE掺混比对DOC、CDPF、SCR等后处理系统性能的影响和作用机理,对该生物质含氧燃料的推广应用具有重要的现实意义。此外,随着未来排放法规的进一步加严,采用清洁的生物质含氧燃料耦合后处理技术是可行的内燃机净化策略之一。本文以D30型高压共轨增压中冷柴油机为研究机型,加装了DOC+CDPF后处理装置,搭建了试验台架,并且配制了不同PODE掺混比的PODE/柴油混合燃料(按PODE的体积分数由0%~30%分别记为P0、P10、P20、P30),通过发动机台架试验和一维数值仿真的技术手段,研究了PODE掺混比对柴油机动力性、燃油经济性、排放特性以及DOC+CDPF+SCR后处理系统的转化效率、温度和压降特性的影响。对柴油机使用PODE/柴油混合燃料时动力性、燃油经济性、排放特性的研究表明:PODE的掺混能够提高柴油机在低转速大负荷工况下的有效热效率,如外特性1000 r/min工况下燃用P30时有效热效率比P0高约2.1%,但是由于PODE的低热值较低,在相同转矩输出的条件下,PODE掺混比越高,有效燃油消耗率越高。此外,在柴油中掺混PODE,低转速时能够明显改善CO排放,但是在高转速时会明显恶化CO排放。在中、低转速大负荷工况,当PODE掺混比较高时,NOx和HC比排放会显着恶化,如外特性1800 r/min,燃用P10、P20、P30时NOx比排放分别比P0高约13.3%、22.2%和40.0%。对柴油机使用PODE/柴油混合燃料时DOC+CDPF转化效率以及温升、压降特性的研究表明:在外特性工况下,DOC+CDPF整体对CO的转化效率均接近100%,然而使用P30时在低转速区间,DOC对CO的转化效率较低,约为54.5%。在低转速区间,燃用P0时DOC和CDPF升温不明显,而燃用P10和P20时DOC和CDPF有较明显的升温,P30的DOC和CDPF升温则介于P20和P0之间。负荷特性试验表明,低负荷工况下,燃用P0和P10时DOC后端NO2浓度较高,DOC和CDPF有明显升温,而燃用P20和P30时,CDPF载体中碳烟累积较少,故升温幅度较小。燃用P30时,CDPF前端排气压力平均比P0低0.3~0.5 k Pa,表明PODE的掺混有效降低了柴油机的碳烟排放。对柴油机使用PODE/柴油混合燃料时SCR转化效率的一维仿真研究表明:燃用P10时,多数工况下SCR转化效率可与P0相近,仅在2400 r/min低负荷,由于排气温度较低,P10的SCR转化效率不到燃用P0时的38%。P20和P30在低负荷及高转速中负荷排气温度较低,且NO2/NOx比值不足7%,因此SCR转化效率不及40%。在高转速低负荷,通过增加SCR载体的孔格密度和载体总长度,P0和P10的SCR转化效率分别从60.8%和22.9%提高到了81.9%和40.9%。然而当燃用P20和P30时,受制于较低的排气温度,优化SCR载体的结构参数对SCR转化效率的改善作用有限。
段旭东[7](2020)在《喷油策略对柴油/正丁醇/PODE混合燃料部分预燃烧过程和排放的影响》文中认为随着排放法规的日益严格,传统的机内净化技术已经很难满足要求,迫使研究人员寻找更加清洁的燃烧方式,如开发新型燃烧模式、研究新型内燃机技术、寻找高效清洁的燃烧能源。部分预混合燃烧是一种新型燃烧模式,相对于传统内燃机燃烧模式有更低的颗粒物和NOX排放,而且部分预混合燃烧相对于HCCI燃烧模式更易于控制。醇类和醚类燃料都具有较高的含氧量,有利于降低颗粒物排放而被广泛的研究,但醇类和醚类燃料两者的性质有较大的差别,对发动机燃烧和排放也会产生不同的影响。目前对醇类和醚类燃料在部分预混合燃烧模式下的放热特性和颗粒物排放特性的研究仍不完善,尤其缺少对两种燃料在部分预混合燃烧模式下的对比试验。本文针对以上问题,在一台高压共轨柴油机开展了基于燃油喷射控制策略的部分预混合燃烧模式下的燃烧放热特性、常规气态排放和颗粒物排放特性的研究。(1)在晚喷和早喷模式下,放热率峰值明显增加,NOX排放随着主喷定时的延迟逐渐减少。燃用丁醇掺混燃料后,燃烧滞燃期增加,有利于预混合气的形成,放热峰值和最大压力升高率增加,NOX排放减少,HC和CO排放增加,而燃用B20P20可以改善HC和CO升高的趋势,但NOX排放略有升高。(2)两次喷油策略中,随着预喷策略的加入,缸内的最大爆发压力、压力升高率都明显降低,整体燃烧变得柔和。两次喷油策略相较于单次喷射,NOX排放降低,能够保持较大比例的预混合燃烧,HC和CO排放较高。预喷定时越提前,NOX排放降低,但HC和CO排放急剧升高。随着预喷油量的增加,NOX排放降低。预喷策略中,随着主喷定时的延迟,NOX排放降低,HC和CO排放增加。(3)单次喷射模式中,在早喷和晚喷模式下,排放颗粒物质量浓度都较低,核模态颗粒物排放数量浓度较高,聚集态颗粒物排放数量浓度减少。燃用含氧掺混燃料后,进一步增加了核模态颗粒物的数量,减少了聚集态颗粒物数量,排放颗粒物趋于小径化。预喷策略下,随着预喷定时的延迟,颗粒物几何平均直径逐渐增加,颗粒物质量总浓度逐渐增加。预喷油量的增加,颗粒物数量总浓度和几何平均直径都呈现先增加后降低的趋势,而颗粒物质量总浓度逐渐降低。采用后喷策略后,丁醇掺混燃料B20、B40的核模态颗粒物数量浓度减少,聚集态颗粒物增加,但B20P20的核模态数量浓度增加,聚集态颗粒物在一定程度上减少。B0、B20、B40、B20P20四种燃料都随着后喷油量的增加或者后喷定时的延迟,颗粒物几何平均直径逐渐增大。
田晶[8](2020)在《掺混PODE对柴油机排气颗粒特性及DPF再生的影响研究》文中提出柴油机颗粒物(PM)排放是大气PM排放的重要污染源之一。柴油机颗粒捕集器(DPF)被认为是最有效控制PM排放的后处理技术,捕集率不低于90%。长时间捕集会导致DPF孔道阻塞,排气背压上升,柴油机动力下降,油耗增加。因此,需对DPF进行再生,恢复其捕集PM的功效。DPF再生效果受孔道内沉积物的氧化活性的影响。燃用高含氧的燃料有利于提高柴油机PM氧化活性和DPF再生效果。聚甲氧基二甲醚(PODE)含氧量高、十六烷值高,且分子中没有C-C键,被认为是一种理想的柴油含氧添加剂,可有效降低PM排放,提高PM氧化活性。运用低温等离子体(NTP)技术再生DPF,具有低温、低能耗、高效和无二次污染等优势,因此受到国内外广泛关注。本文搭建了定容燃烧弹试验系统和协调燃油研究(CFR)发动机台架,研究了PODE/柴油混合燃料的着火性能和放热特性;用化学反应动力学方法,分析了掺混PODE对燃料燃烧过程的影响;利用发动机台架测试系统,分析了在PODE掺混比对柴油机排放特性的影响;研究了PODE掺混比对DPF捕集率的影响,对DPF捕集的颗粒取样,并对样品进行了表观特性和氧化活性分析;搭建了NTP发生系统和DPF再生系统,探究了在相同NTP条件下,PODE掺混比对NTP分解PM以及DPF再生效果的影响。本文主要研究内容如下:(1)将PODE和柴油0:10、1:9、2:8和3:7的体积比进行混合(记为P0、P10、P20和P30),并利用热重分析仪分析了PODE掺混比对混合燃料的蒸发特性和氧化活性的影响。在定容燃烧弹中进行了PODE/柴油混合燃料着火特性分析,利用CH2O*和OH*光谱信号,区分了燃料的物理滞燃期和化学滞燃期;搭建了CFR发动机试验系统,分析了掺混PODE对燃料低温放热的影响;利用Chemkin软件,进行了PODE/正庚烷混合燃料的燃烧过程分析。研究结果表明,掺混PODE有利于提高燃料的蒸发特性和氧化活性;与柴油相比,燃用PODE/柴油混合燃料有利于缩短燃料的物理滞燃期和化学滞燃期,放热率相位提前,放热率峰值下降;混合燃料在CFR发动机上的放热过程分低温放热和高温放热,随PODE掺混比的提高,混合燃料临界压缩比减小,低温放热曲线相位提前,低温放热占比提高;燃料燃烧过程中两个放热阶段的标志分别为CH2O*和OH*自由基的生成,与正庚烷相比,PODE/正庚烷混合燃料的CH2O*和OH*自由基生成速率显着提高。(2)在一台轻型直喷柴油机上进行了排放测试,并对PM采样进行了气相色谱-质谱(GC-MS)分析。研究结果表明,相同柴油机工况下,随PODE掺混比的提高,NOx排放先上升后下降,燃用P10时排放量较高;提高PODE掺混比有利于降低柴油机PM排放,PM颗粒粒径分布向小粒径方向偏移,燃用PODE掺混比30%的混合燃料,可有效降低52.21%以上的PM排放;在柴油中掺混PODE有利于提高PM上附着的可溶性有机物(SOF)中含氧化合物和低碳化合物的含量。(3)在特定工况下,燃用PODE/柴油混合燃料,并进行了DPF捕集试验,测量了DPF前后压差,使其达到相同的排气背压。为研究PODE掺混比对颗粒特性的影响,对DPF捕集的颗粒取样,进行了拉曼光谱分析、傅里叶红外光谱(FT-IR)分析、X射线光电子能谱(XPS)分析和热重分析。研究结果表明,随PODE掺混比的升高,DPF总捕集率和各模态捕集率均有所下降,但总捕集率可以达到94%以上,依然具有很好的捕集效果;在柴油中掺混PODE,得到相同的DPF排气背压需要较长的时间,提高了DPF的使用寿命;燃用PODE/柴油混合燃料,颗粒样品的化学异相性和无序化程度提高,脂肪烃支链化程度和脂肪族中碳氢化合物相对含量也有所提高;在柴油中掺混PODE还有利于提高颗粒样品的O/C比和羰基官能团的相对含量,降低羟基官能团的相对含量,提高颗粒样品的氧化活性;P20样品的表观活化能较低,具有较高的氧化活性。(4)搭建了NTP发生系统,将NTP活性气体通入NTP反应腔中与柴油机排气进行反应,测量了NTP作用前后柴油机颗粒粒径分布;利用滤纸进行采样,并进行了热重分析。研究结果表明,在柴油中掺混PODE,有利于促进NTP分解PM,促进效果排序为:P20>P30>P10>P0;在柴油中掺混PODE和NTP作用均有利于提高PM样品氧化活性,四种样品中,P20样品在NTP作用后,表观活化能较低,氧化活性较高。颗粒氧化活性提高有利于促进NTP对PM的分解。(5)搭建了NTP再生DPF试验系统,在相同的NTP条件下,对各DPF进行240min再生;测量了出气管中PM分解产物CO和CO2的体积分数;再生前,在DPF内布置温度测点,观察了再生过程中DPF腔内各点温度随时间的变化。研究结果表明,相同再生条件下,燃用PODE/柴油混合燃料有利于加速DPF中沉积物与NTP活性物质的反应,DPF中沉积物分解的量增加;DPF腔内测点温度先上升后下降,表示该点附近沉积物再生完全,相同再生时间内,燃用四种燃料捕集PM后的DPF,分别有4、6、8和6个测点温度呈现再生完全的趋势,燃用P20捕集PM后的DPF,在NTP作用下再生效果较佳。
石磊[9](2019)在《掺二甲醚汽油机燃烧与排放特性的试验研究》文中研究指明汽油机在中小负荷及怠速条件下存在热效率低、排放高的问题,改善混合气在低速、低负荷工况下的着火与燃烧特性对于实现汽油机的高效、清洁燃烧具有重要意义。二甲醚具有较高的十六烷值,向汽油机中掺入二甲醚并根据工况特点调整其掺混比例能够实现对混合气十六烷值和辛烷值的控制,从而通过对混合气着火与燃烧特性的改善提高汽油机不同工况下的燃烧与排放特性。目前针对在点燃式汽油机上燃料与二甲醚混合气燃烧过程的研究开展偏少。本文首先利用了二甲醚/异辛烷混合燃料机理开展了化学反应动力学模拟研究,从微观方面探究了二甲醚对异辛烷燃烧的促进作用。然后在气道喷射式汽油机中开展二甲醚与汽油预混燃烧,通过不同掺混比例调整燃料辛烷值探究缸内点火与燃烧特性的影响。此外,建立内燃机三维模型,探究了二甲醚的掺混对汽油机缸内混合气流动与燃烧过程的影响。最后,通过点火与喷射策略的耦合,优化缸内混合气的形成,从而在不同工况下提升二甲醚/汽油复合喷射内燃机的性能。基于二甲醚/异辛烷混合燃料预混层流火焰模型,分析了二甲醚/异辛烷混合燃料预混层流火焰特性随二甲醚摩尔分数增加的变化规律。结果表明,随着二甲醚摩尔分数的增加,火焰中大分子的分解速率及H、O和OH自由基浓度均有所提高,进而使混合气的层流火焰速度与绝热火焰温度增加。然后,在气道喷射式汽油机上开展了不同工况下二甲醚/汽油双燃料预混燃烧过程的试验研究。结果表明,纯二甲醚内燃机在低圧缩比条件下,同样存在明显的低温氧化放热过程,这使得纯二甲醚内燃机在稀燃条件下可以获得较纯汽油机更高的燃烧温度、更高的热效率及更快的放热速率。而气道预混二甲醚能够提高燃油经济性,增强缸内混合燃料的燃烧,从而降低循环波动,拓宽了其稳定的燃烧范围,HC与NOx排放得到有效控制。此外,点火时刻的合理选择能够使得燃烧相位缩短,有效热效率升高,排放降低。利用计算流体动力学软件建立了进气道/缸内复合喷射内燃机仿真模型。通过数值模拟的方式探究了二甲醚/汽油复合喷射内燃机缸内流体湍动能、速度场、火焰前锋面及缸内平均燃烧温度随着曲轴转角的变化过程的微观作用机制。结果表明,掺入二甲醚可以使缸内混合气流动过程的湍动能提升,缸内冷态流体速度场增强,缸内湍流火焰传播速率与平均燃烧温度升高。在上述研究基础之上,通过直喷机台架试验研究了不同喷射与点火策略对二甲醚/汽油复合喷射内燃机稀燃特性的影响。原机燃油喷射时刻较早,导致点火不稳定,燃烧循环波动较高,放热速率较慢,从而产生较低的有效热效率。采用合理的二次喷射能够组织好缸内混合气的分布,缩短燃烧相位,从而提高了内燃机的有效热效率,降低了缸内的循环波动与HC排放。而调整两次燃油喷射比例,使火花塞周围的燃油浓度分布较为合理,保证了火焰内核燃烧稳定可靠,使得缸内燃烧更加充分,从而提高有效热效率并降低排放。当喷射策略不变时,优化点火时刻能够改善燃烧,降低缸内循环波动,从而降低排放,有利于二甲醚/汽油复合喷射内燃机获得最佳的有效热效率。汽油机在稀薄燃烧条件下采取合理的喷油与点火策略对缸内混合气形成过程有所改善,但是由于缸内温度较低,燃烧较为缓慢,导致排放较差。而气道喷射二甲醚能够通过提高燃烧氧化反应速率进而提升汽油直喷的燃烧特性。随着二甲醚能量分数的增加,二甲醚/汽油复合喷射内燃机的有效热效率上升,燃烧相位更加合理,HC与颗粒物排放均降低。此外,通过不同负荷的对比试验结果可以看出,在低负荷条件下的缸内燃烧缓慢,循环波动较大,排放较高。随着负荷的逐渐升高,缩短燃烧持续期,减小循环波动,增加内燃机有效热效率,降低CO与HC浓度。而且,二甲醚的掺混能够进一步提升汽油机动力性与经济性,并降低排放。
杨晨[10](2019)在《柴油机燃用PODE/F-T煤基含氧混合燃料的燃烧过程及性能研究》文中进行了进一步梳理柴油机燃用煤基含氧混合燃料可以同时解决我国能源短缺和环境污染的问题。F-T油是由煤炭间接液化得到的,具有较高的十六烷值、较低的硫含量和芳香烃含量,而聚甲氧基二甲醚(PODE)是一种煤基含氧燃料,具有较高的含氧量及良好的互溶性,与F-T油掺混后可以进一步改善柴油机的燃烧与排放特性。本文以F-T油为基础燃油,在其中掺混体积分数分别为10%、20%和30%的PODE制成煤基含氧混合燃料,记为FTP10、FTP20和FTP30,并对混合燃料的互溶稳定性及热物性进行了试验研究。利用热重分析仪对PODE/F-T煤基含氧混合燃料的蒸发氧化特性进行研究。结果表明,随着PODE掺混比例的增加,混合燃料的活化能降低,蒸发氧化特性得到改善。通过台架试验,在柴油机上对比分析了柴油、F-T油、FTP10、FTP20和FTP30这5种燃料的燃烧与排放特性。结果表明,在额定工况下,与柴油相比,燃用F-T油后峰值缸压、压力升高率和放热率峰值显着降低;比油耗降低3.2%,热效率提高1.4%;CO、HC、NOx排放和排气烟度分别降低15.2%、33.7%、36.8%和8.1%。与纯F-T油相比,随着PODE掺混比的增加,煤基含氧混合燃料的缸内最大爆发压力和压力升高率不断升高,且放热率峰值不断增加,比油耗分别增加了5.9%、12.8%和23.2%,热效率分别提高了2.4%、4.6%和3.9%,CO分别降低了5.3%、7.9%和14.3%,HC分别降低了7.6%、12.2%和17.7%,排气烟度分别降低了21.5%、31.6%和46.3%,NOx分别增加了3.8%、6.5%和10.5%。通过热重试验研究了燃用各燃料后柴油机排气颗粒物中的SOF组分与碳烟组分占比,并对碳烟的氧化特性进行了分析。结果表明,与柴油相比,F-T油的颗粒物中SOF组分占比增加了12%,碳烟组分占比下降了1.2%,SOF和碳烟失重率峰值分别增加了9.9%和3.9%,颗粒的起始和终了失重温度分别降低了7.1%和2.3%,SOF的起始燃烧温度和失重率峰值温度分别降低了7.3%和3.7%,碳烟的起始燃烧温度和失重率峰值温度分别降低了1.4%和2.6%。与F-T油相比,FTP10、FTP20和FTP30的颗粒物中SOF组分占比分别增加了4.7%、13.6%和24.3%,碳烟组分占比分别降低了1.5%、2.6%和4.2%,SOF失重率峰值分别增加了6.4%、11.5%和17.5%,碳烟失重率峰值分别增加了7.4%、13.5%和18.8%,随PODE掺混比的增加,TG和DTG曲线逐渐向低温区域偏移;此外,颗粒物的起始和终了失重温度平均降低了10.9%和5.2%,SOF起始燃烧温度和失重率峰值温度平均降低了11.8%和7.7%,碳烟的起始燃烧温度和失重率温度平均降低了5.9%和3.2%,颗粒物更易于进行氧化燃烧反应,有利于柴油机颗粒捕集装置的再生。基于模拟仿真软件AVL-FIRE建立柴油机的燃烧室模型,分析了柴油机分别燃用柴油、F-T油、FTP10、FTP20和FTP30这几种燃料燃烧室内的温度场和浓度场分布。结果表明,与柴油相比,F-T油燃烧室内的最高平均温度下降了4.5%,最终的氧气质量分数降低了4.3%。NO最大生成量降低了28.6%,Soot最大生成量降低了18.8%。与F-T油相比,随着PODE掺混比的增加,煤基含氧混合燃料缸内最高平均温度不断上升,分别增加了2.9%、3.7%和4.3%,且高温区域分布范围不断扩大,氧气低浓度区域先增加后减少,最终的氧气质量分数分别增加了10.7%、13.7%和16.7%,NO提前生成,且生成量和分布范围不断增加,最大生成量分别增加了8%、22.2%和29.3%,Soot生成量和高浓度区域不断减少,最大生成量分别降低了26.9%、38.2%和52.5%。
二、柴油机燃用二甲醚及采用排气再循环同时降低碳烟和NO_x排放的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、柴油机燃用二甲醚及采用排气再循环同时降低碳烟和NO_x排放的研究(论文提纲范文)
(1)燃油喷射参数对柴油机燃用不同含氧燃料燃烧及排放影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
绪论 |
1 引言 |
1.1 柴油机排放物生成机理及危害 |
1.1.1 气态排放物生成机理及危害 |
1.1.2 颗粒物生成机理及危害 |
1.2 含氧燃料研究现状 |
1.2.1 醇类含氧燃料 |
1.2.2 醚类燃料 |
1.2.3 酯类燃料 |
1.3 研究内容 |
2 试验系统及装置 |
2.1 试验发动机 |
2.2 测控系统和主要设备 |
2.3 燃油喷射控制系统 |
2.4 采集系统及燃烧分析系统 |
2.5 排放测量系统 |
2.6 试验燃料 |
2.7 试验条件和方法 |
2.8 本章小结 |
3 不同含氧燃料对发动机燃烧及排放特性的影响 |
3.1 主喷正时对发动机燃烧和排放特性的影响 |
3.1.1 主喷正时对含氧燃料燃烧的影响 |
3.1.2 主喷正时对含氧燃料常规气体排放的影响 |
3.1.3 主喷正时对含氧燃料颗粒物排放的影响 |
3.2 喷油压力对含氧燃料燃烧和排放的影响 |
3.2.1 喷油压力对含氧燃料燃烧的影响 |
3.2.2 喷油压力对含氧燃料常规气体排放的影响 |
3.2.3 喷油压力对含氧燃料颗粒物排放的影响 |
3.3 预喷策略对含氧燃料燃烧和排放的影响 |
3.3.1 预喷策略对含氧燃料燃烧的影响 |
3.3.2 预喷策略对含氧燃料常规气体排放的影响 |
3.3.3 预喷策略对含氧燃料颗粒物粒径分布的影响 |
3.4 本章小结 |
4 基于粒子群算法的燃油喷射参数优化研究 |
4.1 粒子群算法理论基础 |
4.2 基于遗传算法的燃油喷射参数优化 |
4.2.1 正交实验方案设计 |
4.2.2 基于NO_x和soot回归模型的建立 |
4.2.3 优化结果 |
4.3 本章小结 |
5 全文总结及工作展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 工作展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间参与科研项目与发表论文 |
致谢 |
(2)煤基合成柴油/丁醇混合燃料对压燃式发动机燃烧及排放的影响(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 能源危机与环境污染 |
1.2 内燃机新型燃烧模式 |
1.3 CTL燃料研究进展 |
1.4 含氧燃料研究进展 |
1.4.1 醇类燃料 |
1.4.2 酯类燃料 |
1.4.3 醚类燃料 |
1.5 双燃料喷射研究进展 |
1.6 本文主要研究内容 |
第2章 试验研究平台建立及测试分析方法 |
2.1 试验平台的搭建 |
2.2 发动机燃油喷射控制系统 |
2.3 燃烧采集分析与排放测试系统 |
2.4 试验燃料 |
2.5 本章小结 |
第3章 正丁醇/CTL混合燃料燃烧及颗粒物排放特性研究 |
3.1 正丁醇/CTL混合燃料燃烧及颗粒物排放特性 |
3.1.1 正丁醇/CTL混合燃料的燃烧特性 |
3.1.2 正丁醇/CTL混合燃料的排放特性 |
3.1.3 正丁醇/CTL混合燃料的颗粒物排放特性及DPF捕集特性 |
3.1.3.1 正丁醇/CTL混合燃料的颗粒物排放特性 |
3.1.3.2 正丁醇/CTL混合燃料的DPF捕集特性 |
3.2 喷油正时对正丁醇/CTL混合燃料燃烧及颗粒物排放的影响 |
3.2.1 不同喷油时刻下的燃烧特性 |
3.2.2 不同喷油时刻下的排放特性 |
3.2.3 不同喷油时刻下颗粒物排放特性 |
3.3 喷射压力对正丁醇/CTL混合燃料燃烧及颗粒物排放的影响 |
3.3.1 不同喷射压力下的燃烧特性 |
3.3.2 不同喷射压力下的排放特性 |
3.3.3 不同喷射压力下的颗粒物排放特性 |
3.4 EGR对正丁醇/CTL混合燃料燃烧及颗粒物排放的影响 |
3.4.1 EGR对正丁醇/CTL混合燃料燃烧的影响 |
3.4.2 EGR对正丁醇/CTL混合燃料排放的影响 |
3.4.3 EGR对正丁醇/CTL混合燃料颗粒物排放的影响 |
3.5 燃油喷射时刻协同EGR对正丁醇/CTL混合燃料的排放优化 |
3.6 本章小结 |
第4章 正丁醇/CTL双燃料喷射燃烧边界条件优化 |
4.1 CTL喷射时刻对双燃料发动机燃烧及排放的影响 |
4.1.1 CTL喷油时刻对双燃料发动机燃烧的影响 |
4.1.2 CTL喷油时刻对双燃料发动机排放的影响 |
4.1.3 CTL喷油时刻对双燃料发动机颗粒物排放的影响 |
4.2 EGR对正丁醇/CTL双燃料发动机的影响 |
4.2.1 EGR对正丁醇/CTL双燃料发动机燃烧的影响 |
4.2.2 EGR对正丁醇/CTL双燃料发动机排放的影响 |
4.2.3 EGR对正丁醇/CTL双燃料发动机颗粒物排放的影响 |
4.3 燃烧边界条件对正丁醇/CTL双燃料喷射发动机优化 |
4.4 正丁醇/CTL掺混及双燃料喷射两种燃烧方式的排放对比 |
4.5 本章小结 |
第5章 全文总结及未来工作展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 未来工作展望 |
参考文献 |
作者简介 |
致谢 |
(3)铁基FBC对柴油机缸内燃烧和碳烟排放特性影响的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 柴油机缸内燃烧研究现状 |
1.3 柴油机颗粒物研究现状 |
1.3.1 颗粒物的组成 |
1.3.2 颗粒物生成机理 |
1.3.3 颗粒物理化性质 |
1.3.4 碳烟可视化测试方法 |
1.3.5 柴油机颗粒物后处理技术 |
1.4 燃油添加剂研究进展 |
1.5 本文主要研究内容 |
第二章 铁基FBC对柴油机燃烧和排放特性的影响 |
2.1 试验燃料配制 |
2.2 试验设备及仪器 |
2.2.1 试验样机 |
2.2.2 试验主要仪器 |
2.3 试验方案及步骤 |
2.4 铁基FBC燃油的燃烧特性 |
2.5 铁基FBC燃油的常规排放特性 |
2.5.1 HC排放 |
2.5.2 CO排放 |
2.5.3 NO_x排放 |
2.5.4 烟度排放 |
2.6 铁基FBC燃油的非常规排放特性 |
2.6.1 甲醛/乙醛排放 |
2.6.2 乙烯/乙炔排放 |
2.6.3 1,3-丁二烯排放 |
2.6.4 多环芳香烃排放 |
2.7 本章小结 |
第三章 铁基FBC燃油的缸内燃烧及碳烟生成过程可视化研究 |
3.1 柴油机燃烧可视化系统 |
3.1.1 可视化系统设计 |
3.1.2 可视化试验方案 |
3.2 柴油机燃烧可视化图像处理与计算 |
3.2.1 双色法原理 |
3.2.2 图像处理流程 |
3.3 可视化计算结果分析 |
3.3.1 25%负荷下缸内燃烧可视化结果分析 |
3.3.2 100%负荷下缸内燃烧可视化结果分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 铁基FBC对柴油机排气颗粒理化特性的影响 |
4.1 颗粒粒径分布 |
4.1.1 颗粒粒径测量试验方案 |
4.1.2 发动机颗粒粒径谱仪EEPS |
4.1.3 试验结果与分析 |
4.2 颗粒微观形貌 |
4.2.1 颗粒微观形貌测试 |
4.2.2 计盒维数 |
4.2.3 试验结果与分析 |
4.3 颗粒氧化活性 |
4.3.1 试验设备与方案 |
4.3.2 热解动力学分析 |
4.3.3 试验结果与分析 |
4.4 SOF组分分析 |
4.4.1 SOF样品制备 |
4.4.2 GC-MS测试条件 |
4.4.3 试验结果与分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 全文总结与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
(4)含水正丁醇/柴油混合燃料的燃烧与排放特性的试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 能源危机和环境污染 |
1.1.2 排放法规 |
1.2 降低柴油机排放的主要技术 |
1.2.1 机内净化技术 |
1.2.2 后处理技术 |
1.2.3 代用燃料 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 正丁醇混合燃料的国内外研究现状 |
1.3.2 废气再循环的国内外研究现状 |
1.4 本文的主要研究内容及目的 |
第二章 混合燃料的配制及理化特性 |
2.1 混合燃料的配制方法 |
2.2 理化性能分析 |
2.2.1 雾化蒸发性能指标分析 |
2.2.2 低温流动性能指标分析 |
2.2.3 热值 |
2.3 混合燃料的C、H、O含量 |
2.4 本章小结 |
第三章 试验装置及数据处理方法 |
3.1 发动机台架试验装置及方法 |
3.1.1 试验装置 |
3.1.2 试验方法 |
3.2 发动机台架试验数据处理 |
第四章 混合燃料的燃烧特性 |
4.1 发动机的运转工况 |
4.2 发动机的喷射策略 |
4.3 发动机的燃烧参数规律 |
4.3.1 滞燃期 |
4.3.2 燃烧持续期 |
4.4 燃烧特性分析 |
4.4.1 缸压和瞬时放热率 |
4.4.2 压力升高率 |
4.4.3 缸内平均温度 |
4.4.4 循环变动 |
4.5 本章小结 |
第五章 混合燃料的经济与排放特性 |
5.1 混合燃料的经济性 |
5.1.1 混合燃料的比油耗 |
5.1.2 混合燃料的有效热效率 |
5.2 NO_x排放 |
5.3 HC排放 |
5.4 大粒径颗粒物排放 |
5.5 超细颗粒物排放 |
5.5.1 总的数量浓度 |
5.5.2 粒径分布 |
5.5.3 核态占比 |
5.5.4 几何平均直径 |
5.6 不同负荷下NO_x和超细颗粒物的关系 |
5.7 本章小结 |
第六章 不同EGR率下的燃烧与排放特性 |
6.1 EGR率对滞燃期和燃烧持续期的影响 |
6.2 EGR率对燃烧特性的影响 |
6.2.1 EGR率对缸压和瞬时放热率的影响 |
6.2.2 EGR率对压力升高率的影响 |
6.2.3 EGR率对燃烧温度的影响 |
6.3 EGR率对NO_x排放的影响 |
6.4 EGR率对大粒径颗粒物排放的影响 |
6.5 EGR率对超细颗粒物排放的影响 |
6.5.1 总的数量浓度 |
6.5.2 总的体积浓度 |
6.5.3 粒径分布 |
6.5.4 核态占比 |
6.5.5 几何平均直径 |
6.6 不同EGR率下NO_x和超细颗粒物的关系 |
6.7 本章小结 |
全文总结与展望 |
全文总结 |
展望 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
致谢 |
(5)P50/甲醇双燃料发动机燃烧与排放特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 能源危机 |
1.1.2 环境污染 |
1.2 聚甲氧基二甲醚(PODEn)研究现状 |
1.2.1 聚甲氧基二甲醚(PODE)简介 |
1.2.2 PODE国内外研究现状 |
1.3 甲醇柴油双燃料研究现状 |
1.3.1 甲醇简介 |
1.3.2 国内外研究现状 |
1.4 主要研究内容 |
第二章 试验燃料及台架设备 |
2.1 试验设备 |
2.1.1 试验用发动机 |
2.1.2 试验燃料 |
2.1.3 甲醇供给系统 |
2.1.4 双燃料试验台架 |
2.2 试验方法 |
2.2.1 试验准备 |
2.2.2 试验工况点 |
2.3 本章小结 |
第三章 试验数据处理 |
3.1 平均有效压力 |
3.2 缸内压力 |
3.3 瞬时放热率 |
3.4 缸内平均温度 |
3.5 压力升高率 |
3.6 甲醇替代率 |
3.7 循环变动系数 |
第四章 P50/甲醇双燃料发动机的燃烧特性 |
4.1 喷射策略 |
4.2 滞燃期 |
4.2.1 甲醇替代率对滞燃期的影响 |
4.2.2 EGR阀开度对滞燃期的影响研究 |
4.3 缸内燃烧压力 |
4.3.1 甲醇替代率对缸内燃烧压力的影响 |
4.3.2 EGR阀开度对缸内燃烧压力的影响 |
4.4 瞬时放热率 |
4.4.1 甲醇替代率对瞬时放热率的影响 |
4.4.2 EGR阀开度对瞬时放热率的影响 |
4.5 缸内平均温度 |
4.5.1 甲醇替代率对缸内平均温度的影响 |
4.5.2 EGR阀开度对缸内平均温度的影响 |
4.6 压力升高率 |
4.7 甲醇替代率对循环变动的影响 |
4.8 本章小结 |
第五章 P50/甲醇双燃料发动机的排放特性 |
5.1 NO_x排放 |
5.1.1 不同负荷及甲醇替代率下NO_x的排放对比研究 |
5.1.2 不同EGR阀开度下NO_x的排放对比研究 |
5.2 超细颗粒物排放研究 |
5.2.1 颗粒物(PM)的组成与危害 |
5.2.2 甲醇替代率对超细颗粒物的影响 |
5.2.3 EGR阀开度对超细颗粒物的影响 |
5.3 超细颗粒物的几何平均直径 |
5.3.1 甲醇替代率对几何平均直径的影响 |
5.3.2 EGR阀开度对几何平均直径的影响 |
5.4 本章小结 |
全文总结与工作展望 |
全文总结 |
工作展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(6)PODE掺混比对柴油机性能及DOC+CDPF+SCR后处理系统的影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 典型含氧燃料的特性 |
1.3 PODE的合成与应用 |
1.3.1 PODE的合成 |
1.3.2 PODE的应用 |
1.4 柴油机后处理系统应用 |
1.5 本课题主要研究内容 |
1.5.1 研究内容和技术路线 |
1.5.2 研究意义和创新点 |
1.6 本章小结 |
第二章 试验方案及燃料的制备 |
2.1 试验方案 |
2.2 试验台架结构 |
2.3 试验燃料 |
2.4 SCR一维仿真模型的构建与验证 |
2.4.1 SCR一维仿真模型的构建 |
2.4.2 SCR一维仿真模型的验证 |
2.5 本章小结 |
第三章 PODE对柴油机性能的影响 |
3.1 PODE对柴油机动力性和燃油经济性的影响 |
3.1.1 外特性工况 |
3.1.2 负荷特性工况 |
3.2 PODE对柴油机排放的影响 |
3.2.1 外特性工况 |
3.2.2 负荷特性工况 |
3.3 本章小结 |
第四章 PODE对 DOC+CDPF后处理系统的影响 |
4.1 PODE对 DOC+CDPF转化效率的影响 |
4.1.1 外特性工况 |
4.1.2 低转速负荷特性工况 |
4.1.3 高转速负荷特性工况 |
4.2 PODE对 DOC+CDPF温度和压降的影响 |
4.2.1 外特性工况 |
4.2.2 低转速负荷特性工况 |
4.2.3 高转速负荷特性工况 |
4.3 本章小结 |
第五章 PODE对 SCR的影响及SCR的优化 |
5.1 不同负荷下PODE对 SCR系统转化效率的影响 |
5.1.1 低负荷工况 |
5.1.2 中等负荷工况 |
5.1.3 大负荷工况 |
5.2 燃用PODE/柴油混合燃料时SCR系统的优化 |
5.2.1 方案一:增加SCR载体孔格密度 |
5.2.2 方案二:增加SCR载体总长度 |
5.2.3 方案三:同时增加载体孔格密度和总长度 |
5.3 本章小结 |
第六章 全文总结与工作展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 工作展望 |
英文缩写词 |
致谢 |
参考文献 |
附录 A 攻读硕士学位期间的学术成果 |
附录 B 项目参与情况 |
(7)喷油策略对柴油/正丁醇/PODE混合燃料部分预燃烧过程和排放的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 新型燃烧模式 |
1.2.2 PPC燃烧模式研究现状 |
1.3 研究内容 |
2 试验系统及装置 |
2.1 控制系统 |
2.2 试验发动机 |
2.3 试验测试及测试设备 |
2.4 采集系统及燃烧分析系统 |
2.4.1 采集系统 |
2.4.2 离线燃烧分析系统 |
2.5 燃料物性参数 |
3 喷油策略对部分预混合燃烧燃烧过程的影响 |
3.1 试验方案 |
3.2 单次喷油策略对部分预混合燃烧燃烧过程的影响 |
3.3 两次喷油策略下预喷策略对部分预混合燃烧燃烧过程的影响 |
3.3.1 预喷策略下预喷定时对燃烧过程的影响 |
3.3.2 预喷策略下预喷油量对燃烧过程的影响 |
3.3.3 预喷策略下主喷定时对燃烧过程的影响 |
3.4 两次喷油策略下后喷策略对部分预混合燃烧燃烧过程的影响 |
3.5 燃料特性对部分预混合燃烧过程的影响 |
3.5.1 单次喷油策略下燃料特性对燃烧过程的影响 |
3.5.2 两次喷油策略下燃料特性对燃烧过程的影响 |
3.6 本章小结 |
4 喷油策略对部分预混合燃烧常规气态排放物的影响 |
4.1 单次喷油策略下燃料特性和喷油定时对气态排放物的影响 |
4.2 两次喷油策略下燃料特性和预喷策略对气态排放物的影响 |
4.3 两次喷油策略下燃料特性和后喷策略对气态排放物的影响 |
4.4 本章小结 |
5 喷油策略对部分预混合燃烧颗粒物排放特性的影响 |
5.1 单次喷射对颗粒物排放特性的影响 |
5.2 预喷策略对颗粒物排放特性的影响 |
5.3 后喷策略对颗粒物排放特性的影响 |
5.4 本章小结 |
6 全文总结及展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间参与科研项目与科研成果 |
致谢 |
(8)掺混PODE对柴油机排气颗粒特性及DPF再生的影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 含氧燃料的研究现状 |
1.2.1 醇类燃料 |
1.2.2 酯类燃料 |
1.2.3 醚类燃料 |
1.3 聚甲氧基二甲醚 |
1.3.1 PODE的合成 |
1.3.2 PODE对柴油机性能影响的研究现状 |
1.3.3 PODE燃烧机理的研究现状 |
1.4 柴油机PM排放控制技术 |
1.4.1 柴油机PM的组成 |
1.4.2 柴油机PM排放控制技术 |
1.5 DPF再生方法 |
1.5.1 主动再生 |
1.5.2 被动再生 |
1.5.3 低温等离子体再生 |
1.6 本文研究的主要内容 |
第二章 PODE/柴油混合燃料燃烧特性分析 |
2.1 试验系统与试验方案 |
2.1.1 试验燃料 |
2.1.2 PODE/柴油混合燃料热重试验 |
2.1.3 定容燃烧弹 |
2.1.4 改进型CFR发动机 |
2.2 化学动力学模型 |
2.3 试验结果与分析 |
2.3.1 PODE/柴油机混合燃料的热重分析 |
2.3.2 PODE掺混比对着火特性的影响随进气温度的变化规律 |
2.3.3 PODE掺混比对着火特性的影响随进气O2含量的变化规律 |
2.3.4 在柴油中掺混PODE对 CFR发动机燃烧的影响 |
2.3.5 在柴油中掺混PODE对燃料燃烧过程的影响 |
2.4 本章小结 |
第三章 PODE对柴油机排放特性的影响 |
3.1 试验系统及试验方案 |
3.1.1 试验用柴油机与测试设备 |
3.1.2 试验方案 |
3.2 试验结果与分析 |
3.2.1 PODE对柴油机NOx排放的影响 |
3.2.2 PODE对柴油机PM排放的影响 |
3.2.3 PODE对 PM中 SOF组分的影响 |
3.3 本章小结 |
第四章 PODE对 DPF捕集效果和碳烟颗粒理化特性的影响 |
4.1 试验装置与方案 |
4.1.1 DPF捕集PM试验 |
4.1.2 颗粒理化特性分析测试 |
4.2 试验结果与分析 |
4.2.1 PODE掺混比例对DPF捕集效果的影响 |
4.2.2 拉曼光谱分析碳烟颗粒无序化程度 |
4.2.3 傅里叶红外光谱分析颗粒表面官能团组成特性 |
4.2.4 X-射线光电子能谱分析碳烟颗粒表面官能团组成特性 |
4.2.5 碳烟颗粒热重分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 掺混PODE对 NTP分解PM的影响 |
5.1 试验系统与方案 |
5.1.1 试验系统 |
5.1.2 试验方案 |
5.2 NTP分解PM的化学反应机理 |
5.3 试验结果与分析 |
5.3.1 PM粒径分布 |
5.3.2 热重分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 掺混PODE对 NTP再生DPF效果的影响 |
6.1 试验系统与方案 |
6.1.1 试验系统 |
6.1.2 试验方案 |
6.2 试验结果与分析 |
6.2.1 颗粒的分解及再生效果 |
6.2.2 DPF内部温度场分析 |
6.3 本章小结 |
第七章 论文研究工作总结与展望 |
7.1 研究工作总结 |
7.2 论文的创新点 |
7.3 未来工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间科研成果及参加科研项目 |
(9)掺二甲醚汽油机燃烧与排放特性的试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号及变量 |
第1章 绪论 |
1.1 全球能源需求发展趋势 |
1.2 汽油机相关技术发展 |
1.2.1 气道喷射式汽油机 |
1.2.2 缸内直喷式汽油机 |
1.2.3 复合喷射式汽油机 |
1.2.4 稀薄燃烧技术 |
1.3 代用燃料的研究现状 |
1.4 二甲醚的研究现状 |
1.4.1 二甲醚的物化特性 |
1.4.2 二甲醚在国内外的研究现状 |
1.5 内燃机数值模拟 |
1.6 掺二甲醚汽油机研究存在的问题 |
1.7 本文的主要研究内容 |
第2章 二甲醚/汽油混合燃料化学反应动力学分析 |
2.1 燃烧理论及模型 |
2.1.1 预混层流火焰速度理论 |
2.1.2 化学反应速率模型 |
2.1.3 绝热火焰温度模型 |
2.1.4 敏感度模型 |
2.2 参数输入及计算结构 |
2.2.1 化学反应动力学机理模型介绍 |
2.2.2 敏感度分析及产率分析简介 |
2.3 汽油替代机理 |
2.4 二甲醚/异辛烷混合燃料预混层流火焰特性 |
2.4.1 混合燃料对绝热火焰温度的影响 |
2.4.2 混合燃料对层流火焰速度的影响 |
2.4.3 混合燃料对层流火焰速度质量流量灵敏度的影响 |
2.4.4 混合燃料对火焰结构的影响 |
2.4.4.1 混合燃料对主要反应物摩尔数及反应路径的影响 |
2.4.4.2 混合燃料对中间反应物摩尔数及反应路径的影响 |
2.4.4.3 混合燃料对主要产物摩尔数及反应路径的影响 |
2.5 本章小结 |
第3章 二甲醚/汽油双燃料内燃机的燃烧与排放特性分析 |
3.1 台架系统的搭建 |
3.2 燃烧与放热基本计算公式 |
3.3 试验方法 |
3.4 怠速工况下二甲醚对汽油机燃烧过程的研究 |
3.4.1 二甲醚低温氧化放热效应对缸内平均温度的影响 |
3.4.2 二甲醚低温氧化放热效应对放热率的影响 |
3.4.3 二甲醚低温氧化放热效应对累积放热分数的影响 |
3.4.4 掺二甲醚对汽油机缸内燃烧过程的影响 |
3.5 怠速工况下掺二甲醚汽油机燃油经济性与排放的研究 |
3.5.1 掺二甲醚对燃油经济性的影响 |
3.5.2 掺二甲醚对燃烧过程的影响 |
3.5.3 掺二甲醚对循环波动的影响 |
3.5.4 掺二甲醚对HC、CO及 NOx的影响 |
3.6 部分负荷掺二甲醚对汽油机燃烧及排放的研究 |
3.6.1 掺二甲醚对动力性与燃油经济性的影响 |
3.6.2 掺二甲醚对燃烧过程的影响 |
3.6.3 掺二甲醚对循环波动的影响 |
3.6.4 掺二甲醚对有害排放的影响 |
3.7 部分负荷点火时刻对二甲醚/汽油双燃料内燃机性能的研究 |
3.7.1 点火时刻对动力性的影响 |
3.7.2 点火时刻对燃烧过程的影响 |
3.7.3 点火时刻对缸内循环波动的影响 |
3.7.4 点火时刻对排放的影响 |
3.8 本章小结 |
第4章 二甲醚/汽油混合燃料内燃机燃烧特性数值模拟研究 |
4.1 数值模拟理论与仿真模型的建立 |
4.1.1 控制方程 |
4.1.2 湍流模型 |
4.1.3 喷雾模型 |
4.1.4 燃烧模型 |
4.1.5 排放模型 |
4.2 仿真模型的建立 |
4.2.1 台架系统的搭建 |
4.2.2 几何模型的建立 |
4.2.3 计算网格的生成 |
4.2.4 初始条件与边界条件参数选择 |
4.2.5 喷油器标定 |
4.2.6 模型准确性分析 |
4.3 缸内燃烧过程分析 |
4.3.1 湍动能分析 |
4.3.2 冷态速度流场的分析 |
4.3.3 湍流火焰传播速率分析 |
4.3.4 缸内平均燃烧温度的分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 二甲醚/汽油复合喷射内燃机的燃烧与排放特性分析 |
5.1 台架系统的搭建 |
5.2 试验方案 |
5.3 不同喷射策略对二甲醚/汽油复合喷射内燃机性能特性的分析 |
5.3.1 喷射策略对动力性的影响 |
5.3.2 喷射策略对缸内燃烧的影响 |
5.3.3 喷射策略对循环波动的影响 |
5.3.4 喷射策略对排放的影响 |
5.4 喷射比例对二甲醚/汽油复合喷射内燃机性能特性的分析 |
5.4.1 喷射比例对燃油经济性的影响 |
5.4.2 喷射比例对缸内燃烧过程的影响 |
5.4.3 喷射比例对循环波动的影响 |
5.4.4 喷射比例对排放的影响 |
5.5 点火提前角对二甲醚/汽油复合喷射内燃机性能特性的分析 |
5.5.1 点火提前角对燃油经济性的影响 |
5.5.2 点火提前角对内燃机燃烧过程的影响 |
5.5.3 点火提前角对循环波动的影响 |
5.5.4 点火提前角对内燃机HC、NOx、CO与颗粒物排放的影响 |
5.6 二甲醚能量分数对缸内直喷汽油机燃烧与排放特性的分析 |
5.6.1 二甲醚能量分数对燃油经济性的影响 |
5.6.2 二甲醚能量分数对燃烧的影响 |
5.6.3 二甲醚能量分数对循环波动的影响 |
5.6.4 二甲醚能量分数对排放的影响 |
5.7 不同负荷对二甲醚/汽油复合喷射内燃机燃烧与排放特性分析 |
5.7.1 不同负荷对动力性的影响 |
5.7.2 不同负荷对燃烧的影响 |
5.7.3 不同负荷对循环波动的影响 |
5.7.4 不同负荷对HC、NOx、CO与颗粒物排放的影响 |
5.8 本章小结 |
结论与展望 |
创新点 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表论文 |
致谢 |
(10)柴油机燃用PODE/F-T煤基含氧混合燃料的燃烧过程及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 煤基燃料的研究现状 |
1.2.1 聚甲氧基二甲醚的发展与应用 |
1.2.2 F-T油的发展与应用 |
1.3 柴油机缸内燃烧数值模拟的研究现状 |
1.4 本文研究意义及主要内容 |
第二章 PODE/F-T煤基含氧混合燃料的理化特性 |
2.1 煤基含氧混合燃料的配制 |
2.2 煤基含氧混合燃料的互溶稳定性 |
2.3 煤基含氧混合燃料的理化性质 |
2.3.1 热值和含氧量 |
2.3.2 十六烷值 |
2.3.3 密度 |
2.3.4 粘温特性 |
2.4 煤基含氧混合燃料的热物性分析 |
2.4.1 热物性参数 |
2.4.2 试验装置与方法 |
2.4.3 试验结果与分析 |
2.5 煤基含氧混合燃料的蒸发氧化特性分析 |
2.5.1 试验设备及方案 |
2.5.2 热重试验原理 |
2.5.3 试验结果 |
2.6 本章小结 |
第三章 PODE/F-T煤基含氧混合燃料的燃烧与排放特性 |
3.1 试验设备及方案 |
3.1.1 试验用柴油机及测试设备 |
3.1.2 试验方案 |
3.2 煤基含氧混合燃料的经济性 |
3.3 煤基含氧混合燃料的燃烧特性 |
3.4 煤基含氧混合燃料的排放特性 |
3.4.1 HC排放结果及分析 |
3.4.2 CO排放结果及分析 |
3.4.3 NO_x排放结果及分析 |
3.4.4 碳烟排放结果及分析 |
3.4.5 颗粒物的氧化特性 |
3.5 本章小结 |
第四章 PODE/F-T煤基含氧混合燃料缸内燃烧数值模拟 |
4.1 柴油机燃用PODE/F-T煤基含氧混合燃料仿真模型的建立与验证 |
4.1.1 F-T油成分拟合及PODE燃料自定义 |
4.1.2 燃烧室模型的建立及网格划分 |
4.1.3 计算模型的确定 |
4.1.4 计算结果验证 |
4.2 仿真结果分析 |
4.2.1 燃烧室内温度场对比 |
4.2.2 燃烧室内氧浓度场对比 |
4.2.3 燃烧室内自由基的变化 |
4.2.4 NO生成历程对比 |
4.2.5 Soot生成历程对比 |
4.3 本章小结 |
第五章 全文总结与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
四、柴油机燃用二甲醚及采用排气再循环同时降低碳烟和NO_x排放的研究(论文参考文献)
- [1]燃油喷射参数对柴油机燃用不同含氧燃料燃烧及排放影响研究[D]. 蒋状. 西华大学, 2021(02)
- [2]煤基合成柴油/丁醇混合燃料对压燃式发动机燃烧及排放的影响[D]. 解昕撙. 吉林大学, 2020(08)
- [3]铁基FBC对柴油机缸内燃烧和碳烟排放特性影响的研究[D]. 张琦. 江苏大学, 2020(02)
- [4]含水正丁醇/柴油混合燃料的燃烧与排放特性的试验研究[D]. 谢远涛. 长安大学, 2020(06)
- [5]P50/甲醇双燃料发动机燃烧与排放特性研究[D]. 杨传通. 长安大学, 2020(06)
- [6]PODE掺混比对柴油机性能及DOC+CDPF+SCR后处理系统的影响研究[D]. 廖凭皓. 昆明理工大学, 2020(05)
- [7]喷油策略对柴油/正丁醇/PODE混合燃料部分预燃烧过程和排放的影响[D]. 段旭东. 西华大学, 2020(12)
- [8]掺混PODE对柴油机排气颗粒特性及DPF再生的影响研究[D]. 田晶. 江苏大学, 2020(01)
- [9]掺二甲醚汽油机燃烧与排放特性的试验研究[D]. 石磊. 北京工业大学, 2019(03)
- [10]柴油机燃用PODE/F-T煤基含氧混合燃料的燃烧过程及性能研究[D]. 杨晨. 江苏大学, 2019(02)