压缩比对氢-柴油双燃料发动机燃烧和排放性能影响的仿真研究

1

作者 魏明亮 李志鹏 +2 位作者 闫晓娜 黄永腾 嵇乾 《拖拉机与农用运输车》 2026年第1期67-71,共5页

为提升氢-柴油双燃料发动机的燃烧效率并降低污染物排放,基于计算流体动力学(CFD)仿真平台CONVERGE软件构建了其缸内燃烧仿真模型,结合台架试验数据验证了模型的准确性,探究了在低负荷下压缩比(16.5~18.5)对双燃料发动机缸内燃烧性能与... 为提升氢-柴油双燃料发动机的燃烧效率并降低污染物排放,基于计算流体动力学(CFD)仿真平台CONVERGE软件构建了其缸内燃烧仿真模型,结合台架试验数据验证了模型的准确性,探究了在低负荷下压缩比(16.5~18.5)对双燃料发动机缸内燃烧性能与污染物生成的影响。结果表明,所建三维仿真模型可准确预测氢-柴油双燃料发动机的缸内压力、放热率以及污染物的生成历程;随着压缩比增加,双燃料发动机缸内峰值压力和平均温度均升高,燃烧相位提前,滞燃期缩短。压缩比的提升可优化燃烧效率,但需权衡NO_(x)与碳烟排放增加的问题,研究结果为氢-柴油双燃料发动机实现清洁高效燃烧提供了理论基础。 展开更多

关键词 双燃料发动机 压缩比 燃烧性能 污染物生成过程

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点火位置对氨氢融合燃料发动机性能的影响研究 被引量：1

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作者 商潭苏 阳若淼 +1 位作者 嵇乾 刘震涛 《拖拉机与农用运输车》 2025年第1期6-9,25,共5页

将柴油机改装为火花塞点火模式时,通常将火花塞安装在喷油嘴原有位置。然而,由于喷油嘴可能存在偏心布置,改装后的火花塞位置可能偏离燃烧室中心,因此有必要研究火花塞偏心布置对发动机性能的影响。基于3D CFD燃烧模拟,研究了点火位置... 将柴油机改装为火花塞点火模式时,通常将火花塞安装在喷油嘴原有位置。然而,由于喷油嘴可能存在偏心布置,改装后的火花塞位置可能偏离燃烧室中心,因此有必要研究火花塞偏心布置对发动机性能的影响。基于3D CFD燃烧模拟,研究了点火位置对氨氢融合燃料发动机燃烧与排放的影响。结果表明,与中心点火相比,偏心点火使火焰前锋更早进入活塞内凹式燃烧室的挤压区,降低了燃烧速率,导致峰值压力下降及CA50燃烧相位滞后,进而降低了指示热效率。然而,峰值压力位置和氮污染物排放浓度对火花塞的偏心布置不敏感。因此,采用优化点火时刻补偿偏心布置火花塞引起的不对称燃烧效果具有局限性。建议优先选择喷油嘴布置于燃烧室中心的柴油机进行火花点火改装,以更有效提升氨氢融合燃料发动机的性能。 展开更多

关键词 氨氢融合燃料 火花塞点火发动机 火花塞偏心布置 燃烧与排放性能

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电驱动冷却系统对农用柴油机经济性与排放性能影响的试验研究

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作者 刘少康 魏明亮 +1 位作者 邢超 嵇乾 《拖拉机与农用运输车》 2025年第6期24-28,共5页

本研究将农用柴油机冷却系统水泵、风扇改为电机独立驱动,经试验台架对比研究机械与电驱动对发动机经济性、动力性与排放性的影响。结果显示,在外特性工况下,电驱动风扇随转速升高能耗降低效果更显著,在2 200 r/min时油耗率最大降低了6.... 本研究将农用柴油机冷却系统水泵、风扇改为电机独立驱动,经试验台架对比研究机械与电驱动对发动机经济性、动力性与排放性的影响。结果显示,在外特性工况下,电驱动风扇随转速升高能耗降低效果更显著,在2 200 r/min时油耗率最大降低了6.3%;电驱动水泵在1 800 r/min时效果最佳,油耗降幅为3.0%;同转速下小负荷时能耗改善效果更明显。电驱动等效燃油消耗率在各工况均下降,发动机输出功率得到提升,NRSC循环NOx比排放降低了6.2%。研究结果表明电驱动冷却系统能够有效降油耗和排放,为农机节能减排升级提供可行技术路径。 展开更多

关键词 农用柴油机 发动机冷却系统 电驱动 冷却水泵 冷却风扇

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铈基燃油催化剂改善柴油机颗粒物捕集器再生效果 被引量：15

4

作者 刘少康 孙平 +2 位作者 刘军恒 嵇乾 吕俊翔 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期112-117,共6页

颗粒捕集器(diesel Particulate filter,DPF)是目前公认的最有效的柴油机排气颗粒物后处理装置,为了去除DPF内部沉积颗粒,实现DPF再生,采用提高排气温度或催化燃烧的方法来促进颗粒物燃烧。该文采用环烷酸铈溶剂作为燃油催化再生添加剂(... 颗粒捕集器(diesel Particulate filter,DPF)是目前公认的最有效的柴油机排气颗粒物后处理装置,为了去除DPF内部沉积颗粒,实现DPF再生,采用提高排气温度或催化燃烧的方法来促进颗粒物燃烧。该文采用环烷酸铈溶剂作为燃油催化再生添加剂(fuel borne catalyst,FBC),对柴油机DPF的再生平衡温度、压降特性和燃烧灰烬等进行试验研究。试验结果表明:DPF再生平衡温度因FBC的催化作用从500℃以上下降到约450℃,从而增加了颗粒捕集器的颗粒储备能力,并能够有效再生;柴油机燃油消耗率随着排气背压的增加而上升;燃用FBC测试燃油时DPF前后压差较纯柴油上升缓慢,其达到排气背压再生阀值的周期变长;同时,随再生次数的增多,再生后DPF的前后压差呈线性增加,捕集效率却逐渐提高。该文采用燃油添加剂可以明显降低颗粒的着火点。结合电加热装置,可有效提高DPF的再生效果,有效过滤柴油车尾气中的颗粒物,对柴油车尾气净化及环境保护具有十分重要的意义。 展开更多

关键词 柴油机 排气 颗粒 燃油催化再生添加剂 颗粒捕集器 再生平衡点温度

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聚甲氧基二甲醚-甲醇混合燃料的燃烧与排放特性研究 被引量：8

5

作者 刘军恒 杨军 +3 位作者 周海磊 孙平 嵇乾 赵廉 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期16-22,共7页

将甲醇按体积比0、10%、20%、30%分别掺混到聚甲氧基二甲醚(polyoxymethylene dimethyl ethers,PODE)中制备出PODE-甲醇混合燃料,并依次标记为M0、M10、M20和M30,在一台高压共轨发动机上研究了最大转矩转速不同负荷下混合燃料的缸内燃... 将甲醇按体积比0、10%、20%、30%分别掺混到聚甲氧基二甲醚(polyoxymethylene dimethyl ethers,PODE)中制备出PODE-甲醇混合燃料,并依次标记为M0、M10、M20和M30,在一台高压共轨发动机上研究了最大转矩转速不同负荷下混合燃料的缸内燃烧过程和排放性能。结果表明:在PODE中添加甲醇后,各负荷下缸内压力降低,滞燃期逐渐延长,放热始点推迟。低负荷和中负荷时甲醇体积比的增加会使放热率峰值先增加后减小,而高负荷下放热率峰值却逐渐升高。甲醇体积比较低时,各负荷下燃烧持续期缩短;当甲醇体积比为30%时,中低负荷下燃烧持续期延长,各负荷下燃烧重心(CA50)推迟。掺烧甲醇可以降低NO_x浓度,M30较M0降低幅度为28.1%;而随甲醇体积比的增加,各负荷下HC和CO排放量均呈上升趋势,烟度则先减小后增大。甲醇的低温氧化使混合燃料的甲醛排放量上升,同时NO_2排放量及NO_2占NO_x比例随甲醇体积比的升高而增加,与纯PODE相比,低负荷下M30的NO_2排放量和NO_2占NO_x比例增幅分别为65%和107%。 展开更多

关键词 压燃式发动机 甲醇 聚甲氧基二甲醚 燃烧过程 排放

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PODE掺混比对高压共轨柴油机颗粒物物理特性的影响 被引量：17

6

作者 刘军恒 孙平 +3 位作者 刘源 嵇乾 姚肖华 杨晨 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期104-111,共8页

针对增压中冷高压共轨柴油机燃用不同聚甲氧基二甲醚(PODE)掺混比(10%、20%和30%,体积分数)的PODE/柴油混合燃料的颗粒物排放进行了实验研究。分析了PODE掺混比对柴油机NO_x和烟度排放以及颗粒粒径分布的影响规律,并采用热重分析法与热... 针对增压中冷高压共轨柴油机燃用不同聚甲氧基二甲醚(PODE)掺混比(10%、20%和30%,体积分数)的PODE/柴油混合燃料的颗粒物排放进行了实验研究。分析了PODE掺混比对柴油机NO_x和烟度排放以及颗粒粒径分布的影响规律,并采用热重分析法与热解动力学方法研究了颗粒物氧化特性与热解反应活化能。实验结果表明:在柴油中掺混PODE能够降低烟度排放,且下降幅度随着PODE掺混比增加更明显,但在中高负荷时NO_x排放略有增加;随着PODE掺混比增加,颗粒总数量浓度下降,粒径分布曲线向小粒径方向移动,核态颗粒所占比例增加,积聚态颗粒所占比例降低,颗粒的数量浓度峰值、表面积浓度峰值和体积浓度峰值均减小;在柴油中掺混PODE燃烧颗粒中可溶性有机物(SOF)组分含量增加,碳烟颗粒质量损失率峰值增加,质量损失率峰值所对应温度降低,颗粒热解反应活化能有所减小,颗粒更易被氧化。 展开更多

关键词 共轨柴油机 聚甲氧基二甲醚 颗粒物 粒径 热重分析

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柴油机燃用铁基FBC燃油的微粒排放特性 被引量：5

7

作者 王玉梅 孙平 +2 位作者 冯浩杰 刘军恒 嵇乾 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1981-1987,共7页

制备Fe100、Fe200、Fe300和Fe400铁基FBC燃油.在发动机台架上,分别采用AVL415S烟度计、多阶微孔均匀沉积冲积器(MOUDI)和发动机颗粒粒径谱仪(EEPS),研究柴油机颗粒物排放性能;运用高分辨率透射电镜(HRTEM),分析颗粒物的微观结构特征.结... 制备Fe100、Fe200、Fe300和Fe400铁基FBC燃油.在发动机台架上,分别采用AVL415S烟度计、多阶微孔均匀沉积冲积器(MOUDI)和发动机颗粒粒径谱仪(EEPS),研究柴油机颗粒物排放性能;运用高分辨率透射电镜(HRTEM),分析颗粒物的微观结构特征.结果表明,在额定工况下,FBC燃油滤纸烟度相对于纯柴油有不同程度的降低;Fe300颗粒总质量浓度排放下降,整体粒径向积聚态偏移,粒子数密度分布向核模态偏移,核模态粒子数密度上升,数量中位直径减小;Fe300的颗粒群主要以团簇状的结构为主,分布更杂乱;颗粒的分形维数减小,颗粒间的团聚黏结程度减弱,排列结构更疏松;Fe300颗粒中基本碳粒子的层面间距、微晶曲率增大,微晶尺寸减小,颗粒的石墨化程度减弱. 展开更多

关键词 柴油机 颗粒排放 粒径分布 微观结构 分形维数

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铁基燃油添加剂对柴油机排气颗粒物理化特性的影响 被引量：3

8

作者 范义 刘军恒 +4 位作者 孙平 嵇乾 王玉梅 张琦 王永亮 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期384-392,M0009,共10页

在国Ⅴ标准0~#车用柴油中分别添加质量分数为150μg/g、300μg/g的铁基添加剂(Fe-FBC),制备Fe150和Fe300两种燃油,并基于发动机台架试验,采用颗粒采样分析仪进行排气颗粒采集。运用热重分析仪和扫描电镜研究颗粒物热解性质与微观形貌结... 在国Ⅴ标准0~#车用柴油中分别添加质量分数为150μg/g、300μg/g的铁基添加剂(Fe-FBC),制备Fe150和Fe300两种燃油,并基于发动机台架试验,采用颗粒采样分析仪进行排气颗粒采集。运用热重分析仪和扫描电镜研究颗粒物热解性质与微观形貌结构,采用傅里叶红外光谱仪和光电子能谱仪对颗粒表面官能团进行半定量分析。结果表明:在发动机额定工况下,加入Fe-FBC后排气颗粒干碳烟质量分数降低,氧化温度与表观活化能均有显著下降;相比于纯柴油燃烧颗粒物的积聚体形态,Fe300燃烧颗粒物的团聚程度变弱,存在较多的链状结构;颗粒表面官能团拥有较多的—OH键与C—H键,C—H键为饱和烃CH_3结构;颗粒微晶边缘碳原子更加混乱,石墨化程度降低,容易被氧化;Fe300燃烧颗粒物中C元素含量降低,O元素含量增加,Fe元素价态为+2和+3价,颗粒表面吸附有更多能与Fe元素相结合的含氧基团。 展开更多

关键词 碳烟颗粒 铁基燃油催化剂(Fe-FBC) 催化氧化 微观结构 表面官能团 金属元素

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柴油机燃用Ce基FBC燃油颗粒物微观结构与化学分析 被引量：4

9

作者 刘军恒 孙平 +3 位作者 嵇乾 苏雯博 肖雪 姚肖华 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期342-347,293,共7页

以环烷酸铈溶液作为燃油添加剂(FBC),依次按Ce元素质量比为50、100、150、300 mg/kg添加到柴油中,分别配制出F50、F100、F150和F300燃油。对共轨柴油机燃用铈基FBC燃油的燃烧颗粒,采用热重分析、气相色谱-质谱联用仪、扫描电镜和粒径分... 以环烷酸铈溶液作为燃油添加剂(FBC),依次按Ce元素质量比为50、100、150、300 mg/kg添加到柴油中,分别配制出F50、F100、F150和F300燃油。对共轨柴油机燃用铈基FBC燃油的燃烧颗粒,采用热重分析、气相色谱-质谱联用仪、扫描电镜和粒径分级采样的方法,研究了FBC燃油颗粒的氧化特性、可溶有机物组分(SOF)、粒径分布及微观结构。结果表明:随FBC掺混比的提高,颗粒物的氧化反应向着低温区域移动,含铈元素150 mg/kg时为最佳掺混比;与纯柴油颗粒相比,FBC颗粒的SOF中高碳原子数目下降,多环芳烃含量减少了49.2%;FBC颗粒粒径向着小粒径方向移动,核模态颗粒的数量浓度峰值增加了8.9%,而质量浓度峰值降低了14.5%;FBC颗粒物含有Ce元素质量分数为1.23%,其形貌为疏松多孔的海绵状,粘结程度明显降低。 展开更多

关键词 柴油机 颗粒捕集器 燃油添加剂 铈元素 微观结构

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PODE_(3～8)/柴油混合燃料对柴油机颗粒物排放特性的影响 被引量：6

10

作者 王玉梅 孙平 +2 位作者 冯浩杰 刘军恒 嵇乾 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期549-555,共7页

将聚甲氧基二甲醚(PODE)(体积分数为10%)掺混于柴油中制备PODE3~8/柴油混合燃料,记为P10。研究了P10燃油对柴油机排气烟度的影响;通过Model 100型颗粒采集装置,研究了柴油机燃用P10燃油排放的颗粒物质量浓度粒径分布,并使用热重分析仪... 将聚甲氧基二甲醚(PODE)(体积分数为10%)掺混于柴油中制备PODE3~8/柴油混合燃料,记为P10。研究了P10燃油对柴油机排气烟度的影响;通过Model 100型颗粒采集装置,研究了柴油机燃用P10燃油排放的颗粒物质量浓度粒径分布,并使用热重分析仪分析颗粒物中可溶性有机组分(SOF)含量以及碳烟氧化特性;最后采用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术检测和分析SOF的化学成分变化。实验结果表明,在额定工况下,柴油机燃用P10燃油时排放的滤纸烟度相对于基准柴油有所降低;P10燃油排放的颗粒物在各粒径下的质量浓度均有不同程度的降低,颗粒物粒径总体向小粒径方向偏移,颗粒物样品中SOF所占比重增加;碳烟样品的失重率峰值温度降低,颗粒物的SOF组分中各类烷烃和多环芳香烃质量分数减小,有机酸酯的质量分数增大。 展开更多

关键词 柴油机 含氧燃料添加剂PODE3-8 颗粒物排放

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喷油参数对PODE/柴油混合燃料燃烧污染物排放的影响 被引量：7

11

作者 嵇乾 王天婷 +3 位作者 刘军恒 孙平 高婉莹 杨晨 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期157-167,共11页

以柴油(P0)、聚甲氧基二甲醚(PODE)/柴油混合燃料(P10和P20)为对象,在高压共轨柴油机上,考察其在不同喷油压力和喷油正时下的燃烧排放特性及颗粒物排放规律。结果表明:随混合燃料中PODE体积分数的增加,燃料燃烧缸内压力和放热率峰值有... 以柴油(P0)、聚甲氧基二甲醚(PODE)/柴油混合燃料(P10和P20)为对象,在高压共轨柴油机上,考察其在不同喷油压力和喷油正时下的燃烧排放特性及颗粒物排放规律。结果表明:随混合燃料中PODE体积分数的增加,燃料燃烧缸内压力和放热率峰值有所降低;随着喷油压力的提高,3种燃料的CO、碳氢化合物(HC)和烟度排放均明显下降,NOx排放有所上升,排气颗粒的峰值数量浓度不断降低,其中积聚态颗粒占比降低,核态颗粒占比增加;推迟喷油可以降低NOx排放,但会增加CO、HC和烟度排放,颗粒的数量浓度有所增加;3种燃料中,P10燃料NOx生成量和排气颗粒的几何平均直径受喷油压力和喷油正时影响最小。 展开更多

关键词 高压共轨柴油机 聚甲氧基二甲醚 喷油参数 燃烧 排放 颗粒物

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柴油机微粒捕集器电加热再生的试验研究 被引量：9

12

作者 孙柱 孙平 +1 位作者 嵇乾 赵思博 《车用发动机》 北大核心 2014年第2期80-83,共4页

在壁流式蜂窝陶瓷微粒捕集器上应用加热圈形式的电加热器,对加装该微粒捕集器的柴油机进行台架试验,分别测试了过滤体的过滤特性、再生特性及再生对排气背压的影响。结果表明,电加热器具有工作稳定、能耗低、实用性好的特点。在微粒捕... 在壁流式蜂窝陶瓷微粒捕集器上应用加热圈形式的电加热器,对加装该微粒捕集器的柴油机进行台架试验,分别测试了过滤体的过滤特性、再生特性及再生对排气背压的影响。结果表明,电加热器具有工作稳定、能耗低、实用性好的特点。在微粒捕集过程中,过滤体经过了深床过滤和滤饼层形成阶段,电加热器能够符合微粒捕集器的再生要求,再生效率可达87%以上,再生后过滤效率仍然能保持在88%以上,再生后柴油机的排气背压没有明显增加。 展开更多

关键词 柴油机 微粒捕集器 电加热 再生

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纳米燃油添加剂对柴油机颗粒物排放特性的影响 被引量：10

13

作者 嵇乾 刘志强 +2 位作者 孙平 邬齐敏 赵思博 《车用发动机》 北大核心 2015年第1期64-68,共5页

在186FA柴油机上对质量分数为50 mg／kg和100 mg／kg的CeO2或Co3 O4纳米颗粒‐柴油混合燃料进行颗粒物排放特性台架试验，采用扫描电镜和热重分析仪对采集到的颗粒物样品进行微观结构形貌及热重特性分析。结果表明：纳米CeO2和Co3 O4颗... 在186FA柴油机上对质量分数为50 mg／kg和100 mg／kg的CeO2或Co3 O4纳米颗粒‐柴油混合燃料进行颗粒物排放特性台架试验，采用扫描电镜和热重分析仪对采集到的颗粒物样品进行微观结构形貌及热重特性分析。结果表明：纳米CeO2和Co3 O4颗粒均可改善柴油机颗粒物排放，与0号柴油相比，混合燃料颗粒物比排放量下降16．4％～35．9％；混合燃料颗粒物排放的粒径分布仍呈单峰分布的特点，峰值均在0．56～1．0μm区间内，微观形态下的粒径和孔隙率明显变小，团聚程度提高；混合燃料燃烧过程中颗粒物发生氧化反应的起燃温度、失重率峰值温度及燃尽温度均有所降低，最大失重率明显增加。 展开更多

关键词 柴油机 燃油添加剂 排放 颗粒物

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铁基燃油添加剂对柴油机碳烟生成特性的影响 被引量：3

14

作者 嵇乾 张琦 +3 位作者 窦站成 赵廉 孙平 刘军恒 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期840-848,共9页

为了控制柴油机颗粒物排放,将铁基添加剂(Fe-FBC)分别以Fe元素质量分数为200和400 mg/kg的比例掺混至柴油中,制备了2种Fe-FBC燃油(Fe200和Fe400)。采用高压共轨柴油机研究Fe-FBC燃油的燃烧和排放特性,并基于可视化台架试验系统分析Fe-FB... 为了控制柴油机颗粒物排放,将铁基添加剂(Fe-FBC)分别以Fe元素质量分数为200和400 mg/kg的比例掺混至柴油中,制备了2种Fe-FBC燃油(Fe200和Fe400)。采用高压共轨柴油机研究Fe-FBC燃油的燃烧和排放特性,并基于可视化台架试验系统分析Fe-FBC燃油燃烧时碳烟生成过程和浓度分布规律。结果表明:与燃用纯柴油相比,Fe-FBC燃油使柴油机缸内燃烧滞燃期缩短,放热始点提前,燃烧压力峰值和放热率峰值得到提升;随着柴油中Fe-FBC含量的增加,缸内火焰发展速率加快,高温区域显著增多,燃烧状况更加剧烈;缸内碳烟生成量在燃烧中始终维持在较低水平,Fe200和Fe400燃油最大碳烟面积占有率分别下降了20.3%和41.6%。采用Fe-FBC燃油,其乙烯和乙炔在各负荷下排放均高于纯柴油;1,3-丁二烯排放在负荷75%和100%时得到改善;在各负荷下多环芳香烃排放均有所降低。在转速1400 r/min、负荷100%时,Fe200和Fe400燃油的排气烟度比纯柴油分别降低了19.3%和37.1%。 展开更多

关键词 柴油机 燃油添加剂 燃烧特性 碳烟 排放特性

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PODE/甲醇双燃料化学动力学简化机理研究 被引量：2

15

作者 刘军恒 王乐健 +3 位作者 贾德民 高婉莹 孙平 嵇乾 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期846-855,共10页

聚甲氧基二甲醚(PODE)和甲醇属于煤基高含氧燃料,两者有效组合燃烧可实现内燃机节能减排。本文以PODE_(3)和甲醇作为表征燃料,通过使用反应路径分析、直接关系图法、敏感性分析法对详细PODE_(3)反应机理进行简化获得PODE简化子机理,然... 聚甲氧基二甲醚(PODE)和甲醇属于煤基高含氧燃料,两者有效组合燃烧可实现内燃机节能减排。本文以PODE_(3)和甲醇作为表征燃料,通过使用反应路径分析、直接关系图法、敏感性分析法对详细PODE_(3)反应机理进行简化获得PODE简化子机理,然后与甲醇反应机理、NO_(x)和PAHs子机理耦合获得PODE/甲醇双燃料化学动力学简化模型(101个组分473步反应)。基于基础反应器实验数据以及滞燃期、火焰速度敏感性评价体系,通过调整关键反应的速率参数对PODE/甲醇双燃料简化机理进行优化;并使用零维模型对双燃料机理的滞燃期、层流火焰速度、关键组分浓度进行了计算与实验验证。结果表明优化后的PODE/甲醇双燃料简化反应机理具有较高的可靠性,为双燃料缸内燃烧数值仿真奠定基础。 展开更多

关键词 双燃料发动机 聚甲氧基二甲醚 甲醇 简化机理 化学动力学

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铁基燃油添加剂对共轨柴油机燃烧与排放特性的影响 被引量：1

16

作者 张琦 孙平 +3 位作者 魏明亮 石坤鹏 嵇乾 刘军恒 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1047-1054,共8页

按Fe元素质量分数分别为200、400和600 mg/kg的比例将Fe基燃油添加剂(Fe-FBC)添加到柴油中,制备得到分别命名为Fe200、Fe400和Fe600的3种Fe-FBC燃油样品。基于热重实验平台在氧化氛围下对Fe-FBC燃油及其燃油颗粒进行热重特性研究,分析... 按Fe元素质量分数分别为200、400和600 mg/kg的比例将Fe基燃油添加剂(Fe-FBC)添加到柴油中,制备得到分别命名为Fe200、Fe400和Fe600的3种Fe-FBC燃油样品。基于热重实验平台在氧化氛围下对Fe-FBC燃油及其燃油颗粒进行热重特性研究,分析燃油中Fe含量与燃油特征温度的关系,研究Fe-FBC燃油的蒸发特性;探究Fe含量对颗粒氧化特性的影响,并计算颗粒反应活化能。基于发动机台架试验分析Fe含量对燃油缸内燃烧与排放性能的影响规律。结果表明:随着Fe-FBC燃油中Fe含量的增加,燃油起始燃烧温度降低,质量损失率峰值温度向低温区域偏移;与纯柴油相比,柴油机在额定工况燃用Fe-FBC燃油时,滞燃期缩短,缸内最大燃烧压力略有上升,放热始点提前,燃烧持续期缩短,HC与CO排放均呈下降趋势,NOx排放变化不明显,3种Fe-FBC燃油的烟度排放分别降低了13.7%、20.4%和24.0%。颗粒热重实验中,随着Fe-FBC燃油中Fe含量的增加,氧化初始反应温度分别降低了75.1、107.3和128.4℃,质量损失峰值温度分别降低了80.3、112.0和122.7℃,颗粒的反应活化能分别降低了45.2%、63.3%和65.5%。 展开更多

关键词 燃油添加剂(FBC) 热重分析 燃烧特性 排放特性 颗粒活化能

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生物柴油调合燃料匹配催化型颗粒物捕集器的排放与再生性能研究 被引量：5

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作者 嵇乾 唐程 +3 位作者 谈秉乾 孙平 魏明亮 刘少康 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期32-39,共8页

以一台非道路增压中冷共轨柴油机为试验对象,将K_(0.2)-Ce_(0.5)Mn_(0.5)O_(2)催化剂涂覆于柴油机颗粒物捕集器(DPF)的堇青石过滤体上,探究柴油机催化型颗粒物捕集器(CDPF)对生物柴油调合燃料燃烧污染物排放的影响规律,并开展了CDPF碳... 以一台非道路增压中冷共轨柴油机为试验对象,将K_(0.2)-Ce_(0.5)Mn_(0.5)O_(2)催化剂涂覆于柴油机颗粒物捕集器(DPF)的堇青石过滤体上,探究柴油机催化型颗粒物捕集器(CDPF)对生物柴油调合燃料燃烧污染物排放的影响规律,并开展了CDPF碳烟加载与再生特性的试验研究。试验结果表明,CDPF能够明显降低纯柴油和生物柴油调合燃料的碳烟和气态污染物排放,且对调合燃料的排放物降低效果更显著;CDPF负载催化剂对柴油机气体排放的改善效果受负荷影响较大,在标定工况下两种测试燃油NO_(x)排放较空白DPF时分别降低17.1%和24.3%,HCHO排放分别降低35.1%和43.6%,CH_(3)CHO排放分别降低28.4%和29.9%;DPF与CDPF两者对碳烟的捕集过程均包括深床捕集阶段、过渡阶段和滤饼层捕集三个阶段,碳烟加载过程中CDPF前后压差的升高速率明显低于DPF;与纯柴油相比,柴油机燃用生物柴油调合燃料时CDPF的前后压差升高速率有所降低,再生平衡温度向低温区间偏移,有利于实现低温再生。 展开更多

关键词 柴油机 生物柴油 催化型颗粒物捕集器 排放特性 颗粒物捕集器再生

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柴油机微粒捕集器热再生过程仿真研究 被引量：3

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作者 赵思博 孙平 +2 位作者 嵇乾 杜小朋 刘少康 《中国农机化学报》 2016年第3期162-166,200,共6页

基于Fire软件对柴油机微粒捕集器的热再生过程进行了仿真研究。研究再生过程中DPF载体温度场、氧气浓度分布、过滤体残余碳烟分布和过滤体最高温度梯度随时间的变化规律;分析了再生过程中不同入口温度、不同排气氧含量、不同初始碳烟浓... 基于Fire软件对柴油机微粒捕集器的热再生过程进行了仿真研究。研究再生过程中DPF载体温度场、氧气浓度分布、过滤体残余碳烟分布和过滤体最高温度梯度随时间的变化规律;分析了再生过程中不同入口温度、不同排气氧含量、不同初始碳烟浓度下的DPF再生过程变化规律;并且对比了不同反应模型的DPF再生特性。结果表明,入口温度和排气氧含量越高则DPF再生速度越快、过滤体温度越高;再生时间长短与初始碳烟密度关系不大,O2-NO2-NO2-catalytic反应模型的热再生效果明显优于O2-thermal反应模型的再生效果。 展开更多

关键词 柴油机 DPF 再生 Fire软件

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Ce基FBC催化柴油机碳烟氧化特性的试验

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作者 刘军恒 孙平 +2 位作者 嵇乾 郝慧敏 沈辉 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期373-378,共6页

为了研究Ce基燃油添加剂(FBC)对柴油机碳烟催化氧化的效果,采用环烷酸铈溶液作为FBC,按照Ce元素质量分数分别为50,100,150,300 mg·kg^(-1)加至柴油中,依次标记为F50,F100,F150,F300.在发动机台架上进行了燃用FBC燃油的烟度、颗粒... 为了研究Ce基燃油添加剂(FBC)对柴油机碳烟催化氧化的效果,采用环烷酸铈溶液作为FBC,按照Ce元素质量分数分别为50,100,150,300 mg·kg^(-1)加至柴油中,依次标记为F50,F100,F150,F300.在发动机台架上进行了燃用FBC燃油的烟度、颗粒粒径分布和氧化特性以及微粒捕集器(DPF)催化再生的试验研究.结果表明:添加FBC可以改善柴油机燃油消耗率,降低排气温度和烟度排放;柴油机燃用FBC燃油时,其碳烟颗粒质量分布总体向着小粒径方向移动,排放颗粒物中积聚态颗粒物所占比重有所上升,而粗粒子模态所占比重下降;FBC对碳烟颗粒的催化效果非常显著,碳烟氧化特征温度随着FBC比例的增加而降低,柴油机燃用FBC燃油有利于降低DPF再生平衡温度. 展开更多

关键词 柴油机 烟度 燃油添加剂 颗粒物 微粒捕集器

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铁基FBC对柴油机颗粒荷电特性的影响

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作者 张琦 孙平 +3 位作者 刘军恒 范义 嵇乾 黄河 《车用发动机》 北大核心 2019年第5期22-27,34,共7页

按质量比100mg/kg,200mg/kg和300mg/kg向国Ⅴ柴油中加入铁基添加剂(Fe-FBC)制备Fe100,Fe200,Fe3003种燃油,基于自制双极荷电实验台,分析荷电电压对排气颗粒荷电特性的影响。采用发动机粒径谱仪和Zeta电位分析仪测量颗粒粒径分布特征、... 按质量比100mg/kg,200mg/kg和300mg/kg向国Ⅴ柴油中加入铁基添加剂(Fe-FBC)制备Fe100,Fe200,Fe3003种燃油,基于自制双极荷电实验台,分析荷电电压对排气颗粒荷电特性的影响。采用发动机粒径谱仪和Zeta电位分析仪测量颗粒粒径分布特征、表面电荷量和柴油机颗粒捕集器(DPF)数量浓度捕集效率。结果表明:在同一工况下,随着燃油中Fe元素含量增加,颗粒峰值浓度粒径向小粒径方向偏移;荷电凝并技术(ECA)可以使柴油机排气中小粒径颗粒凝并成较大粒径颗粒;Fe-FBC可以提高颗粒凝并效率,当颗粒处于相同荷电电压时,Fe300燃油颗粒的凝并效率更大;提高荷电电压可以增加颗粒表面Zeta电位和荷电量,Fe-FBC加入燃油中能够明显提升排气颗粒的荷电性能,其中Fe300颗粒在荷电电压为15kV时表面Zeta电位和荷电量增长速率最大;ECA能够增加DPF在6.04~12.4nm处捕集效率,当荷电电压为15kV时,柴油与Fe300的DPF捕集效率分别增加12.2%和23.8%。 展开更多

关键词 柴油机 颗粒 荷电凝并 捕集效率 燃油添加剂

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