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燃烧室结构与喷油策略对天然气-柴油反应活性控制压燃发动机的影响研究 被引量：5
1
作者 陈伟泽 张尊华 +2 位作者 龙焱祥 邵超凡 李格升 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期39-47,共9页
为优化反应活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)发动机的燃烧室结构与喷油策略,基于CONVERGE数值模拟研究了挤流区高度、喉口半径与喷雾夹角对75%负荷工况下天然气—柴油RCCI发动机着火特性、燃烧特性及排... 为优化反应活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)发动机的燃烧室结构与喷油策略,基于CONVERGE数值模拟研究了挤流区高度、喉口半径与喷雾夹角对75%负荷工况下天然气—柴油RCCI发动机着火特性、燃烧特性及排放特性的影响。结果表明:增大挤流区高度可促进燃油雾化进程,有助于燃油充分燃烧,挤流区高度过大将削弱反应活性分层,降低缸内温度,增加碳烟排放量。对所研究机型而言,最优挤流区高度为6.56 mm。增大喉口半径可延长燃油喷雾进程,增加碳烟排放量,减少NO_(x)排放量,喉口半径过大会引起缸压峰值升高,NO_(x)排放量增加,对所研究机型而言,最优喉口半径为73.29 mm。随喷雾夹角的增大,燃油分布自凹坑区域上移至挤流区域,缸压峰值降低,NO_(x)排放量减少,碳烟排放量增加。 展开更多
关键词 反应活性控制压燃 喷雾夹角 天然气 挤流区高度 喉口半径
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甲醇/柴油双燃料发动机燃烧与排放特性研究
2
作者 申立忠 赵静平 +1 位作者 黄粉莲 万明定 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第9期1183-1190,共8页
文章在一台增压中冷高压共轨电控发动机上研究低、中负荷工况下替代率、喷油正时对双燃料发动机燃烧及排放特性的影响。研究结果表明:低负荷工况下,双燃料热效率低于纯柴油,不完全燃烧现象增多,碳氢化合物(THC)、一氧化碳(CO)、未燃甲... 文章在一台增压中冷高压共轨电控发动机上研究低、中负荷工况下替代率、喷油正时对双燃料发动机燃烧及排放特性的影响。研究结果表明:低负荷工况下,双燃料热效率低于纯柴油,不完全燃烧现象增多,碳氢化合物(THC)、一氧化碳(CO)、未燃甲醇和甲醛排放均随着替代率的上升而上升,随着喷油正时的提前,双燃料模式的热效率有所改善,THC、CO、未燃甲醇和甲醛排放降低,氮氧化物(NO x)排放急剧上升;中负荷工况下,随着替代率的升高,由于过多的甲醇降低了缸内初始温度,使得缸内燃烧恶化,热效率先升高后降低,随着喷油正时的提前,THC、CO、未燃甲醇和甲醛的排放有所降低,但降低幅度小于低负荷工况,同时喷油正时的提前会导致NO x排放急剧增加。 展开更多
关键词 甲醇 柴油 反应活性控制压燃 喷油提前角 排放
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过量空气系数对甲醇/柴油反应活性控制压燃发动机性能的影响 被引量：4
3
作者 黄粉莲 周长登 +3 位作者 申立忠 万明定 姚国仲 彭溢源 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期30-40,48,共12页
对某高压共轨柴油机进气歧管进行改造,搭建了甲醇/柴油二元燃料反应活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)发动机专用试验台架,系统地研究了最大转矩转速(1 600 r/min)、不同负荷下甲醇替代率和过量空气系数... 对某高压共轨柴油机进气歧管进行改造,搭建了甲醇/柴油二元燃料反应活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)发动机专用试验台架,系统地研究了最大转矩转速(1 600 r/min)、不同负荷下甲醇替代率和过量空气系数对发动机经济性与排放性能的影响规律。结果表明:中、低负荷下,随着甲醇替代率增大,有效当量燃油消耗率先降低后略微升高,有效热效率先增加后略微降低,排气温度降低;中高、高负荷时,随甲醇替代率增大,有效当量燃油消耗率和排气温度降低,有效热效率升高;负荷率75%下,甲醇替代率为30%时,有效当量燃油消耗率较纯柴油模式平均降低3.8%,有效热效率则平均升高6.7%。不同负荷工况下,随甲醇替代率增大,NO;排放和烟度大幅降低,CO;排放量减少,CO、甲醇和甲醛排放量增加。中、低负荷下,烯烃排放量随甲醇替代率升高而增加,中高、高负荷下则随替代率升高而降低。不同负荷、不同甲醇替代率下,随着过量空气系数减小,CO;排放量和烟度增加,NO;和CO排放变化不明显,甲醇排放量减少;高负荷下,随过量空气系数的减小,烯烃排放升高,甲醛排放降低;低负荷下,随过量空气系数减小,烯烃排放降低,甲醛排放变化不明显。采用甲醇/柴油RCCI燃烧策略有助于降低CO;、NO;排放和烟度,双燃料模式下适当关小节气门开度,减小过量空气系数,对降低甲醇、甲醛非常规污染物排放有利。 展开更多
关键词 甲醇 柴油 反应活性控制压燃 过量空气系数 排放特性
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基于双直喷策略的低负荷下活性控制压燃燃烧特性的数值研究 被引量：4
4
作者 康佳明 王谦 +1 位作者 相英杰 李子烨 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期18-26,34,共10页
采用流体仿真软件CONVERGE开展了基于双直喷策略的低负荷工况下二代生物柴油/汽油活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)燃烧模式的数值模拟研究,对比了常规进气道喷射汽油RCCI和双直喷RCCI的燃烧特性,并探讨... 采用流体仿真软件CONVERGE开展了基于双直喷策略的低负荷工况下二代生物柴油/汽油活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)燃烧模式的数值模拟研究,对比了常规进气道喷射汽油RCCI和双直喷RCCI的燃烧特性,并探讨了双燃料喷射时刻对双直喷RCCI燃烧的影响。结果表明:相比常规进气道喷射汽油RCCI,双直喷RCCI能够有效控制缸内汽油混合气分布,改善不完全燃烧现象;随着汽油直喷时刻的推迟,分层燃烧减弱,燃烧持续期缩短,燃烧效率降低,热效率先减小再增大后又减小,NO x排放减少而碳烟排放增加;随着二代生物柴油喷射时刻的推迟,分层燃烧加剧,燃烧持续期延长,燃烧效率升高,热效率先增大而后减小,NO x排放增加而碳烟排放减少。 展开更多
关键词 活性控制压燃 双直喷策略 二代生物柴油 低负荷 燃烧特性 排放
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基于光学发动机的柴油/聚甲氧基二甲醚引燃乙醇对比研究
5
作者 姚嘉伟 王谦 +3 位作者 戴礼明 钟汶君 姜鹏 蒋一 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期23-30,共8页
为了改善内燃机燃烧与排放,探究反应活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)燃烧规律,在一台轻型光学发动机上对比了缸内分别直喷柴油和聚甲氧基二甲醚(polyoxymethylene dimethyl ethers,PODE)引燃进气道喷射... 为了改善内燃机燃烧与排放,探究反应活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)燃烧规律,在一台轻型光学发动机上对比了缸内分别直喷柴油和聚甲氧基二甲醚(polyoxymethylene dimethyl ethers,PODE)引燃进气道喷射乙醇的燃烧特性。通过调节缸内直喷的喷油时刻和喷油比例,对燃烧过程进行了可视化试验分析。结果表明:随喷油时刻不断推迟,缸内燃烧压力与放热率呈现先增后减的趋势,喷油时刻在上止点前20°时燃烧效果最好。随着缸内直喷燃油比例的增加,每循环燃烧压力峰值和放热率峰值不断增加,燃烧相位提前,燃烧更充分。利用高速成像技术获得的图片结果显示:两种引燃模式下火焰均发生于近壁区域并向四周扩散。火焰亮度最高和面积最大的时刻出现在燃烧始点附近。PODE引燃乙醇时火焰场中无曝光区域而柴油引燃乙醇时存在较多曝光区。PODE/乙醇燃料组合相对于柴油/乙醇燃料组合的缸压和放热率峰值更高,滞燃期和燃烧持续期更短,燃烧效率更高,碳烟生成量更少。 展开更多
关键词 反应活性控制压燃 聚甲氧基二甲醚 喷油策略 可视化
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喷油定时与进气压力对RCCI特征参数的影响 被引量：1
6
作者 韩伟强 田小聪 +4 位作者 李邱 李博仑 卢耀 潘锁柱 张鹏 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期30-39,共10页
为制定合理的活性控制压燃RCCI(Rreactivity Controlled Compression Ignition,RCCI)燃烧模式的控制策略,探明不同燃烧边界条件对RCCI燃烧与排放特性的影响,该研究在发动机转速和汽油能量预混比不变的条件下,用一台六缸重型柴油机进行... 为制定合理的活性控制压燃RCCI(Rreactivity Controlled Compression Ignition,RCCI)燃烧模式的控制策略,探明不同燃烧边界条件对RCCI燃烧与排放特性的影响,该研究在发动机转速和汽油能量预混比不变的条件下,用一台六缸重型柴油机进行了汽油/柴油双燃料RCCI试验,研究了不同循环能量(Cycle Energy,CE)下喷油定时(Start of Injection,SOI)和进气压力(Inlet Pressure,IP)对汽油/柴油RCCI燃烧和排放特性的影响规律和影响程度。结果表明,当CE从885增加到1700 J时,SOI和IP对燃烧特性的影响规律不改变,但SOI和IP对缸内温度的影响程度增加,使缸内平均温度峰值分别增加约130和70 K,压力升高率峰值增加约0.054 MPa/°CA,而SOI和IP对滞燃期的影响程度不变;在排放方面,仅SOI对CO排放的影响规律发生变化,SOI和IP对HC排放的影响程度降低,使HC的排放分别减小约89和13.65 g/(kW·h),IP对NOx排放的影响程度增加,使NOx的排放增加约3 g/(kW·h),SOI对颗粒物总质量浓度的影响程度不变。研究结果可为制定合理的RCCI燃烧模式控制策略提供数据支撑。 展开更多
关键词 柴油机 燃烧 排放控制 活性控制压燃 喷油定时 进气压力 循环能量
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柴油/汽油反应活性控制压燃发动机喷油协调控制与排放特性研究 被引量：1
7
作者 黄粉莲 田茂盛 +2 位作者 申立中 董诚 毕玉华 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期54-61,共8页
对某4缸高压共轨柴油机进气道进行改造,搭建了柴油/汽油双燃料反应活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)发动机专用试验台架,设计了柴油/汽油双燃料RCCI燃烧汽油喷射控制策略,实现了全工况下汽油与柴油的协... 对某4缸高压共轨柴油机进气道进行改造,搭建了柴油/汽油双燃料反应活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)发动机专用试验台架,设计了柴油/汽油双燃料RCCI燃烧汽油喷射控制策略,实现了全工况下汽油与柴油的协调喷射控制,系统地研究了不同运行工况下,不同汽油替代率对柴油机燃烧与排放性能的影响规律。结果表明:采用柴油/汽油双燃料RCCI燃烧控制策略,发动机可在其运行工况范围内实现高效清洁燃烧,随着汽油替代率的增加,发动机缸内最高压力逐渐增大,缸压峰值出现时刻推迟,放热率峰值降低,燃烧持续期延长,燃油消耗率降低,有效热效率升高,全碳氢、CO排放增加,NOx和碳烟排放降低。 展开更多
关键词 柴油机 反应活性控制压燃 汽油 协调控制 排放
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基于氢气/柴油RCCI燃烧的热效率与损失联合优化 被引量：1
8
作者 白金鹏 常亚超 +1 位作者 李耀鹏 贾明 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期32-40,共9页
随着石油资源的匮乏、排放法规的日益严苛以及碳达峰、碳中和目标的提出,内燃机急需实现高效清洁燃烧,所以可再生无碳清洁燃料氢气与高效低排放燃烧模式反应活性控制压燃(RCCI)逐渐成为研究热点.通过将KIVA-3V程序与非支配排序遗传算法(... 随着石油资源的匮乏、排放法规的日益严苛以及碳达峰、碳中和目标的提出,内燃机急需实现高效清洁燃烧,所以可再生无碳清洁燃料氢气与高效低排放燃烧模式反应活性控制压燃(RCCI)逐渐成为研究热点.通过将KIVA-3V程序与非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)耦合,对氢气/柴油RCCI燃烧进行了参数优化,以实现等效指示燃油消耗率(EISFC)与[火用]损失的最小化,确定了不同初始参数对[火用]损失的影响规律及作用机理.结果表明,由于等效指示燃油消耗率随着燃烧温度非单调性变化,等效指示燃油消耗率和[火用]损失之间呈现明显的此消彼长关系,所以很难同时实现等效指示燃油消耗率和[火用]损失的最小化.基于化学反应路径、燃烧温度与燃烧持续期对[火用]损失的影响,提高预混能量比与柴油第一次喷射比例可以有效降低[火用]损失. 展开更多
关键词 热力学第二定律 [火用]损失 氢气/柴油 反应活性控制压燃(rcci)燃烧 优化
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甲醇替代率对柴油/甲醇反应活性控制压燃发动机性能的影响 被引量：6
9
作者 黄粉莲 杨群 +3 位作者 王正江 姚国仲 申立忠 雷基林 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期48-57,共10页
对某4缸高压共轨柴油机进气歧管进行改造,搭建了柴油/甲醇双燃料反应活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)发动机专用试验台架,系统地研究了甲醇替代率对发动机经济性和污染物排放的影响规律。结果表明:最大... 对某4缸高压共轨柴油机进气歧管进行改造,搭建了柴油/甲醇双燃料反应活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)发动机专用试验台架,系统地研究了甲醇替代率对发动机经济性和污染物排放的影响规律。结果表明:最大转矩转速1600 r/min下,负荷率25%~50%范围内甲醇替代率为10%时发动机经济性最佳;50%~100%负荷率范围内随甲醇替代率增大,有效热效率升高,有效当量燃油消耗率降低;100%负荷、30%替代率时,与原机相比,有效热效率提高9.4%,有效当量燃油消耗率降低6.2%。不同负荷工况下,最大甲醇替代率受爆震、失火现象、不完全燃烧及发动机热负荷极限和机械设计强度限制。100%负荷下,随节气门开度减小,最大甲醇替代率从30%提升到36%;甲醇替代率为34%时,有效当量燃油消耗率较原机降低6.5%;高负荷工况下,适当关小节气门开度,减少进气流量,降低缸内最高燃烧压力,可有效提高最大甲醇替代率。外特性工况下,随发动机转速增加,未燃甲醇、非甲烷碳氢化合物、CO_(2)排放降低,甲醛排放先略减少后逐渐增多。同一转速下,随甲醇替代率增加,未燃甲醇和甲醛排放量增加,非甲烷碳氢化合物和CO_(2)排放降低。低碳甲醇/柴油RCCI燃烧模式有利于降低CO_(2)排放。 展开更多
关键词 柴油机 反应活性控制压燃 甲醇 替代率 非常规排放
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