为了研究氨柴融合燃料在CO_(2)/O_(2)氛围下的燃烧特性,提出了CMAD(combustion mechanism of ammonia and diesel)模型,该模型利用密度泛函理论的B3PLYP/6-31G方法分别计算了NH_(3)+OH→NH_(2)+H_(2)O的两条反应路径,路径1为OH中的O进攻...为了研究氨柴融合燃料在CO_(2)/O_(2)氛围下的燃烧特性,提出了CMAD(combustion mechanism of ammonia and diesel)模型,该模型利用密度泛函理论的B3PLYP/6-31G方法分别计算了NH_(3)+OH→NH_(2)+H_(2)O的两条反应路径,路径1为OH中的O进攻NH_(3)中的N,路径2为OH中的O进攻NH_(3)中的H;以80%正庚烷(n-C7H16)+10%甲苯(C6H5CH_(3))+10%环己烷(C6H12)作为柴油表征燃料,基于误差传播的直接关系图形(DRGEP)方法和敏感性分析(SA)法,得到氨柴融合燃料简化机理(208个组分和1004个反应)并进行了流体动力学模拟;搭建了可视化快速压缩机实验平台,以39%CO_(2)/61%O_(2)为背景气体,NH_(3)能量占比为10%、20%和30%进行了氨柴融合燃料燃烧实验;对CMAD模型所得不同反应路径的反应能垒、分子表面静电势、火焰面积以及火焰传播速度进行了计算与实验结果的比较分析。结果表明,CMAD模型可以很好地预测氨柴融合燃料在CO_(2)/O_(2)氛围下的燃烧特性,火焰面积与火焰传播速度的最大误差和平均误差分别为4.85%、3.71%和5.43%、3.61%;反应路径1比反应路径2更易发生,路径1与路径2能垒分别为4.20和56.35 kcal/mol(1 kcal=4.18 kJ);OH中O端负电势极大值为-31.09 kcal/mol,NH_(3)中H端正电势极大值为25.37 kcal/mol,两者之间存在强烈的静电吸引,为反应提供了静电驱动力。展开更多
为探索丁酮在柴油机上的应用潜力,在一台高压共轨4缸柴油机上燃用了丁酮能占比5%、10%和15%的丁酮/柴油双燃料(记为Bal-5、Bal-10和Bal-15),开展了与纯柴油的燃烧和排放特性对比试验研究。结果表明:随着丁酮能占比增加,缸内温度和缸内...为探索丁酮在柴油机上的应用潜力,在一台高压共轨4缸柴油机上燃用了丁酮能占比5%、10%和15%的丁酮/柴油双燃料(记为Bal-5、Bal-10和Bal-15),开展了与纯柴油的燃烧和排放特性对比试验研究。结果表明:随着丁酮能占比增加,缸内温度和缸内压力降低,放热率峰值在中高负荷、高废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)率和主喷提前时增大,使其在高EGR率下能够维持缸内压力稳定,丁酮/柴油双燃料模式可实现氮氧化合物(NO_(x))排放和颗粒数量(particle number,PN)排放的同时降低;并且随着丁酮的能占比增加,NO_(x)排放和PN排放降低幅度增大,在平均有效压力为0.14 MPa时,Bal-15的NO_(x)排放相比于纯柴油减少了47.67%,Bal-5、Bal-10和Bal-15的PN排放相比于纯柴油分别减少了86.01%、87.20%和77.23%。且燃用丁酮有利于降低CO_(2)比排放。综合来看,丁酮双燃料模式应用于柴油机后,优化控制参数可以实现燃烧改善,整体上可以显著降低NO_(x)排放和PN排放,并且丁酮还表现出良好的碳减排潜力,是一种具备较强节能减排潜力的生物质代用燃料。展开更多
基于某高速柴油机试验平台,研究了辅喷油器喷油正时、主喷油器喷油正时、双喷油器油量分配比例对发动机燃烧及排放的影响规律。研究结果表明:辅喷正时对发动机放热率形态影响较大,曲轴转角压缩上止点后(after top dead center,ATDC)-100...基于某高速柴油机试验平台,研究了辅喷油器喷油正时、主喷油器喷油正时、双喷油器油量分配比例对发动机燃烧及排放的影响规律。研究结果表明:辅喷正时对发动机放热率形态影响较大,曲轴转角压缩上止点后(after top dead center,ATDC)-100°(记为-100°ATDC,依此类推)到-20°ATDC范围内,放热率由双峰先变为三峰再变为双峰。辅喷正时为-60°ATDC时,缸内呈先缓后急的三峰放热,发动机热效率最高。主喷正时对50%累积放热率对应曲轴转角(CA50)影响较大,但对10%累积放热率对应曲轴转角(CA10)影响较小;随着主喷正时的提前,CA50前移,NO_(x)排放升高,颗粒数量排放降低,但不同工况下,发动机最佳主喷正时略有差异。三阶段放热形态下,随着辅喷油器喷射比例的升高,第一、二阶段放热率峰值增加,但第三阶段放热率峰值降低,辅喷比例每增加10%,CA10提前约6°,发动机缸内最高燃烧压力基本相当。与辅喷正时类似,双喷油器协同喷射模式下,辅喷油器喷射比例的选择主要与上止点前的绝对放热量相关。展开更多
文摘为探索丁酮在柴油机上的应用潜力,在一台高压共轨4缸柴油机上燃用了丁酮能占比5%、10%和15%的丁酮/柴油双燃料(记为Bal-5、Bal-10和Bal-15),开展了与纯柴油的燃烧和排放特性对比试验研究。结果表明:随着丁酮能占比增加,缸内温度和缸内压力降低,放热率峰值在中高负荷、高废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)率和主喷提前时增大,使其在高EGR率下能够维持缸内压力稳定,丁酮/柴油双燃料模式可实现氮氧化合物(NO_(x))排放和颗粒数量(particle number,PN)排放的同时降低;并且随着丁酮的能占比增加,NO_(x)排放和PN排放降低幅度增大,在平均有效压力为0.14 MPa时,Bal-15的NO_(x)排放相比于纯柴油减少了47.67%,Bal-5、Bal-10和Bal-15的PN排放相比于纯柴油分别减少了86.01%、87.20%和77.23%。且燃用丁酮有利于降低CO_(2)比排放。综合来看,丁酮双燃料模式应用于柴油机后,优化控制参数可以实现燃烧改善,整体上可以显著降低NO_(x)排放和PN排放,并且丁酮还表现出良好的碳减排潜力,是一种具备较强节能减排潜力的生物质代用燃料。
文摘基于某高速柴油机试验平台,研究了辅喷油器喷油正时、主喷油器喷油正时、双喷油器油量分配比例对发动机燃烧及排放的影响规律。研究结果表明:辅喷正时对发动机放热率形态影响较大,曲轴转角压缩上止点后(after top dead center,ATDC)-100°(记为-100°ATDC,依此类推)到-20°ATDC范围内,放热率由双峰先变为三峰再变为双峰。辅喷正时为-60°ATDC时,缸内呈先缓后急的三峰放热,发动机热效率最高。主喷正时对50%累积放热率对应曲轴转角(CA50)影响较大,但对10%累积放热率对应曲轴转角(CA10)影响较小;随着主喷正时的提前,CA50前移,NO_(x)排放升高,颗粒数量排放降低,但不同工况下,发动机最佳主喷正时略有差异。三阶段放热形态下,随着辅喷油器喷射比例的升高,第一、二阶段放热率峰值增加,但第三阶段放热率峰值降低,辅喷比例每增加10%,CA10提前约6°,发动机缸内最高燃烧压力基本相当。与辅喷正时类似,双喷油器协同喷射模式下,辅喷油器喷射比例的选择主要与上止点前的绝对放热量相关。
