柴油引燃高压直喷甲醇燃烧与排放特性试验

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作者 王天友 夏侯明昊 +3 位作者 张东明 卢天龙 刘浩业 孙凯 《内燃机学报》 北大核心 2025年第3期193-200,共8页

基于一台改造的柴油甲醇双直喷单缸机,研究了柴油引燃高压直喷甲醇燃烧和排放特性,并与甲醇预混合气柴油引燃燃烧方式进行了对比.结果表明:柴油引燃高压直喷甲醇燃烧能够在指示平均有效压力(IMEP)为0.4~1.4 MPa的宽负荷范围内实现90%~97... 基于一台改造的柴油甲醇双直喷单缸机,研究了柴油引燃高压直喷甲醇燃烧和排放特性,并与甲醇预混合气柴油引燃燃烧方式进行了对比.结果表明:柴油引燃高压直喷甲醇燃烧能够在指示平均有效压力(IMEP)为0.4~1.4 MPa的宽负荷范围内实现90%~97%甲醇替代率的稳定燃烧.在中高负荷下甲醇放热阶段呈现出显著的扩散燃烧特征,而且负荷增加过程中其后燃阶段的燃烧持续期基本保持不变.同时在全负荷范围内一氧化碳和碳氢排放都低于1 g/(kW·h),但NO_(x)排放则随负荷增加而显著升高;相比甲醇预混合气柴油引燃燃烧方式,柴油引燃高压直喷甲醇燃烧的放热率峰值仅为其一半,因而发动机燃烧相位可提前,指示热效率得以提高4%以上;在全负荷范围内柴油引燃高压直喷甲醇燃烧的碳烟、一氧化碳和碳氢排放均低至甲醇预混合气柴油引燃燃烧的10%以下,但NO_(x)排放在低负荷较低而在高负荷较高. 展开更多

关键词 柴油引燃高压直喷甲醇燃烧 甲醇替代率 热效率 碳烟 氮氧化物

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柴油引燃液氨高压直喷发动机喷射器布置和喷射策略协同优化

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作者 庞斌 余诗武 +3 位作者 侯潇帅 鹿雪文 刘浩业 王天友 《内燃机学报》 北大核心 2025年第5期385-392,共8页

采用数值模拟开展了柴油引燃高压直喷氨燃烧的喷射系统结构参数与喷射策略协同优化.结果表明:小偏移量可提高液氨油束被有效引燃的比例,提高燃烧效率和热效率;高负荷下采用液氨先喷柴油后喷(AD)策略,液氨油束对柴油火焰的阻碍作用导致... 采用数值模拟开展了柴油引燃高压直喷氨燃烧的喷射系统结构参数与喷射策略协同优化.结果表明:小偏移量可提高液氨油束被有效引燃的比例,提高燃烧效率和热效率;高负荷下采用液氨先喷柴油后喷(AD)策略,液氨油束对柴油火焰的阻碍作用导致液氨无法被全部有效引燃,最高燃烧损失达27.62%;采用氨两段喷射(ADA)或优化侧置喷油器喷嘴“侵入量”,可有效避免液氨油束对柴油火焰分布的干涉,改善引燃和燃烧过程.最优方案是:侧置喷嘴偏移量为10 mm、侵入量为6 mm,低负荷柴油先喷液氨后喷(DA)策略,热效率为49.68%;高负荷AD策略,热效率为50.75%.次优方案是:侧置喷嘴偏移量为10 mm,其他参数不变,低负荷DA策略,热效率为50.26%;高负荷ADA策略,热效率为49.93%. 展开更多

关键词 柴油引燃液氨高压直喷燃烧 喷射器布置 喷射策略

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甲醇–柴油双燃料高压直喷射流火焰相互作用的光学可视化研究

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作者 张天浩 吴浩卿 吕兴才 《内燃机工程》 北大核心 2025年第4期41-48,共8页

为了研究柴油喷射压力、甲醇替代率对甲醇–柴油双直喷火焰发展的火焰形状、反应区性质、反应中间产物分布等的影响,在定容燃烧弹上采用OH^(*)化学发光和火焰自发光高速同步成像技术对甲醇–柴油双直喷火焰进行可视化研究。研究结果表明... 为了研究柴油喷射压力、甲醇替代率对甲醇–柴油双直喷火焰发展的火焰形状、反应区性质、反应中间产物分布等的影响,在定容燃烧弹上采用OH^(*)化学发光和火焰自发光高速同步成像技术对甲醇–柴油双直喷火焰进行可视化研究。研究结果表明:柴油喷射压力较低时雾化较差,部分油滴与甲醇碰撞后才充分燃烧。喷射压力较高时喷射脉宽变短,助燃效果变弱。甲醇替代率的选择需要平衡燃烧性能和尾气排放,其对双直喷射流火焰的形状、柴油在火焰中的分布也有重要影响。当甲醇替代率从60%升高到90%时,峰值放热速率下降了33.2%。 展开更多

关键词 甲醇–柴油双燃料直喷 OH*化学发光 定容燃烧弹 射流火焰 油束碰撞

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甲醇预混合气F-T柴油引燃模式下发动机燃烧特性研究 被引量：6

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作者 苏志伟 朱建军 +3 位作者 安俏俏 高聪慧 韩卫 王乐 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期36-41,共6页

为了提高甲醇在能量转化效率方面的优势,在一台CY25TQ型柴油机上,利用F-T柴油和煤基甲醇研究了甲醇占能比、F-T柴油喷油时刻对甲醇预混合气F-T柴油引燃燃烧方式下发动机燃烧特性的影响。试验结果表明:甲醇占能比增加,此燃烧方式滞燃期... 为了提高甲醇在能量转化效率方面的优势,在一台CY25TQ型柴油机上,利用F-T柴油和煤基甲醇研究了甲醇占能比、F-T柴油喷油时刻对甲醇预混合气F-T柴油引燃燃烧方式下发动机燃烧特性的影响。试验结果表明:甲醇占能比增加,此燃烧方式滞燃期、持续期波动较大。在平均有效压力为0.45MPa下,缸内最大压力、瞬时放热率峰值、最大压力升率明显降低,最大降幅分别为26.40%、59.25%和58.00%。高负荷时,不同甲醇占能比下F-T柴油喷射时刻调整,能促进压升率进一步降低。与原柴油机扩散燃烧方式相比,虽然采用引燃喷射的双燃料发动机在中低负荷时的有效热效率有所降低,但是随着负荷增加,高负荷下的热效率比原柴油机高,最大提高了17.14%。 展开更多

关键词 内燃机 甲醇空气预混合气 F-T柴油引燃 F-T柴油喷油时刻 甲醇占能比 燃烧特性

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高压喷射对直喷柴油机喷雾及燃烧特性影响规律的仿真研究 被引量：8

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作者 侯玉晶 林学东 李德刚 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1-7,共7页

建立了2.0L型高压共轨直喷柴油机燃烧系统的仿真计算模型,以其试验结果为基础,仿真分析喷射压力的提高对雾化质量及混合气形成和燃烧过程的影响规律。研究结果表明:喷射压力低于140MPa时,提高喷射压力可以改善雾化质量,促进扩散燃烧过程... 建立了2.0L型高压共轨直喷柴油机燃烧系统的仿真计算模型,以其试验结果为基础,仿真分析喷射压力的提高对雾化质量及混合气形成和燃烧过程的影响规律。研究结果表明:喷射压力低于140MPa时,提高喷射压力可以改善雾化质量,促进扩散燃烧过程;当喷射压力超过140MPa以后,高压喷射对喷雾质量基本无影响,但这种超高压喷射可有效缩短喷射持续时间,同时促进混合气的快速形成,有效控制缸内混合气浓度梯度的瞬态分布特性,从而提高扩散燃烧速度,有利于提高热效率,降低CO和碳烟排放。但提高喷射压力同时造成缸内平均燃烧温度升高,使NO排放相对缸内平均温度按自然对数规律增加。 展开更多

关键词 内燃机 直喷柴油机 高压喷射 雾化质量 燃烧特性 NO生成规律

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液氨/二甲醚双燃料高压直喷燃烧特性模拟研究

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作者 陆嘉钰 张程程 +2 位作者 何志霞 王谦 戴礼明 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期16-28,共13页

基于CONVERGE软件分别对液氨和二甲醚(dimethyl ether, DME)液态燃料高压喷雾过程进行了数值仿真及验证,随后对液氨/DME双燃料高压直喷射流燃烧过程进行数值模拟,探究了两种燃料喷口位置、喷射策略及氨能量占比(ammonia energy ratio, A... 基于CONVERGE软件分别对液氨和二甲醚(dimethyl ether, DME)液态燃料高压喷雾过程进行了数值仿真及验证,随后对液氨/DME双燃料高压直喷射流燃烧过程进行数值模拟,探究了两种燃料喷口位置、喷射策略及氨能量占比(ammonia energy ratio, AER)等因素对着火和燃烧特性的影响。结果表明:合理的燃料喷口位置距离可以有效促进氨燃料燃烧,但距离过近会导致DME喷雾受到氨射流喷雾强烈的降温影响,发生失火;与液氨–DME喷射次序相比,DME–液氨策略在高液氨能量占比条件下更能促进液氨充分燃烧;燃烧过程中一氧化氮(NO)集中生成于高温区域而二氧化氮(NO_(2))集中生成于中低温区域;在DME–液氨策略下将喷射间隔时间从0.5 ms增加到1.0 ms时,NO和NO_(2)的生成量减少;液氨能量占比从80%降低到50%时反而会导致NO和NO_(2)生成量增加。 展开更多

关键词 氨 二甲醚 燃烧 高压直喷 引燃 NO_(x)

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进气参数对柴油引燃的甲醇发动机性能影响 被引量：1

7

作者 陶冠臻 陈海龙 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第14期121-126,共6页

进气温度及进气压力对缸内燃烧效果和传热传质效果有很大的影响,进而影响柴油机的动力特性和排放特性,为此本文开展了进气参数对柴油引燃的甲醇发动机燃烧和排放性能的影响研究。研究表明,与原机进气压力1.91 bar相比,进气压力在2.31 ba... 进气温度及进气压力对缸内燃烧效果和传热传质效果有很大的影响,进而影响柴油机的动力特性和排放特性,为此本文开展了进气参数对柴油引燃的甲醇发动机燃烧和排放性能的影响研究。研究表明,与原机进气压力1.91 bar相比,进气压力在2.31 bar时,柴油机缸内最大爆发压力升高14.3%,CO最终排放量下降66.3%,soot最终排放量升高20.8%,NOx最终排放量下降2.8%。较原机进气温度380 K相比,进气温度在420 K时,缸内最大爆发压力下降4.2%,CO最终排放量升高2.3倍,soot最终排放量升高15.7%,NOx最终排放量升高19.4%。2种进气参数的组合可以给柴油机带来更高的动力性和更好的排放性能。研究结果表明,适当的调整进气压力和进气温度可以改善柴油引燃的甲醇发动机的动力性能和排放性能。 展开更多

关键词 柴油引燃 甲醇 进气参数 燃烧 排放

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甲醇—柴油混合燃料在共轨发动机上的燃烧和排放特性研究 被引量：7

8

作者 刘亚哲 吴健 +3 位作者 徐斌 马志豪 王站成 池奕承 《车用发动机》 北大核心 2012年第3期37-41,共5页

在1台电控高压共轨增压发动机上,不改变原机结构,采用甲醇—柴油混合燃烧的方式,进行燃烧排放特性分析。结果表明:在相同转速下,发动机的当量燃油消耗率随负荷的增加而降低;随着甲醇含量增加,发动机的最高燃烧压力、最高燃烧放热率和最... 在1台电控高压共轨增压发动机上,不改变原机结构,采用甲醇—柴油混合燃烧的方式,进行燃烧排放特性分析。结果表明:在相同转速下,发动机的当量燃油消耗率随负荷的增加而降低;随着甲醇含量增加,发动机的最高燃烧压力、最高燃烧放热率和最高燃烧温度都逐渐升高;中低负荷时,发动机的CO和HC排放随着负荷的升高而减小,燃用混合燃料时较燃用柴油略有升高,且甲醇含量越高升高越多;燃用混合燃料时发动机的NO_x和炭烟排放较燃用柴油时有所降低,且随着负荷的升高而增大。 展开更多

关键词 甲醇 柴油 混合燃料 高压共轨 柴油机 燃烧 排放

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引燃策略对天然气直喷发动机射流燃烧及排放的影响 被引量：3

9

作者 魏立江 周思源 +2 位作者 路秀伟 余胜 黄文庆 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期38-47,共10页

基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件CONVERGE研究了天然气直喷发动机的高压天然气射流混合、引燃燃烧及排放物生成等基础过程,详细分析了引燃方式和引燃距离对这些基础过程的影响。结果表明:高压直喷天然气射流能... 基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件CONVERGE研究了天然气直喷发动机的高压天然气射流混合、引燃燃烧及排放物生成等基础过程,详细分析了引燃方式和引燃距离对这些基础过程的影响。结果表明:高压直喷天然气射流能够明显促进引燃柴油喷雾发展与混合,但引燃柴油喷射对天然气射流发展影响不明显。高压直喷天然气射流火焰中心存在温度较低而天然气浓度较高的火焰内陷区,该内陷区是碳烟的主要生成区域,碳烟高浓度区位于火焰内陷区中后部。与引燃方式相比,引燃距离对火焰浮起长度、火焰内陷长度及NO_(x)和碳烟排放有更明显影响。随引燃距离增加,火焰浮起长度和NO_(x)排放增加,火焰内陷长度和碳烟排放减小。柴油喷入天然气中引燃在3种引燃方式中具有最高的放热率峰值和最短的燃烧持续期,其NO_(x)和碳烟排放最低,但甲烷逃逸量最高。 展开更多

关键词 引燃位置 引燃距离 高压直喷天然气 燃烧火焰 排放

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高压喷油对柴油机燃烧的影响 被引量：1

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作者 任继文 《车用发动机》 北大核心 1991年第1期3-10,共8页

在直喷式柴油机上,提高喷油压力能改善其混合气形成过程和燃烧。但应该查明,转速范围在2000r/min内,使用常规喷油系统(泵-管-喷嘴),使喷油压力约至200MPa,喷油持续期为22℃A,每循环喷油量为530mm^3是否可行;进而考虑到指示效率和燃料的... 在直喷式柴油机上,提高喷油压力能改善其混合气形成过程和燃烧。但应该查明,转速范围在2000r/min内,使用常规喷油系统(泵-管-喷嘴),使喷油压力约至200MPa,喷油持续期为22℃A,每循环喷油量为530mm^3是否可行;进而考虑到指示效率和燃料的不完全混合,这种改善的可能性是否存在。在上述基础上则应确定喷油压力的一个合理的上限值。 通过模拟计算来辅助确定高压喷油系统的设计参数时,必须对诸如柴油机燃油中的音速、高压油管中的衰减、柱塞偶件上的泄漏以及喷油泵的总形等基础数据予以确定及评估。 通过高压力的喷油能改善指示效率,减少黑烟排放,并在调整其余的混合气形成参数时降低氮氧化物的排放。由此得出16OMPa是喷油压力合理的上限值,是油耗、烟度和氮氧化物之间的合理折衷。 展开更多

关键词 高压喷油 燃烧 直喷式柴油机

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柴油机燃用二元煤基燃料的燃烧和碳烟排放特性 被引量：5

11

作者 韩卫 朱建军 +2 位作者 安俏俏 高聪慧 苏志伟 《可再生能源》 CAS 北大核心 2015年第10期1572-1576,共5页

为缓解石油短缺现状并降低柴油机有害物排放,采用二元煤基燃料在1115型单缸柴油机上进行了甲醇均质混合气F-T柴油引燃燃烧试验,对比分析了不同F-T柴油供油时刻和引燃量对燃烧和碳烟排放的影响。研究结果表明:随着供油时刻由16°CA B... 为缓解石油短缺现状并降低柴油机有害物排放,采用二元煤基燃料在1115型单缸柴油机上进行了甲醇均质混合气F-T柴油引燃燃烧试验,对比分析了不同F-T柴油供油时刻和引燃量对燃烧和碳烟排放的影响。研究结果表明:随着供油时刻由16°CA BTDC提前至24°CA BTDC,碳烟排放最高降低27%,滞燃期变长,燃烧持续期先减小后增大,放热率中心先靠近后远离上止点;随着引燃量的增加,放热率中心缓慢接近上止点,滞燃期和燃烧持续期变短,中低负荷下,碳烟排放趋于平稳,高负荷下,碳烟排放逐渐变大。通过调整F-T柴油的供油时刻和引燃量可以对燃烧和碳烟排放进行匹配优化。 展开更多

关键词 柴油机:甲醇均质混合 F-T柴油引燃 燃烧 碳烟

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大功率直喷式柴油机缸内紊流研究现状与发展

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作者 刘增勇 姚春德 何邦全 《车用发动机》 北大核心 2000年第6期1-5,共5页

综合介绍了近几年来大功率直喷式柴油机技术发展现状 ,研究了这些新技术对缸内紊流的作用与影响 ,并根据缸内紊流的产生及其特性指出 ,大功率直喷式柴油机应以高压喷射为主 ,利用适当的缸内紊流运动并结合合理的燃烧室结构是获得优越性... 综合介绍了近几年来大功率直喷式柴油机技术发展现状 ,研究了这些新技术对缸内紊流的作用与影响 ,并根据缸内紊流的产生及其特性指出 ,大功率直喷式柴油机应以高压喷射为主 ,利用适当的缸内紊流运动并结合合理的燃烧室结构是获得优越性能的关键。 展开更多

关键词 直喷式柴油机 紊流 高压喷射 燃烧室形状

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喷油策略对甲醇/PODEn双燃料压燃燃烧特性的影响 被引量：3

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作者 张鼎成 张光德 陈书郅 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期513-520,共8页

为提高直喷柴油发动机的缸内燃烧效率,降低污染物的排放,研究了不同喷油策略下的甲醇/PODEn混合燃料燃烧、排放特性。基于计算流体动力学(CFD)和仿真分析软件Converge,对某款预混压燃燃烧(PCCI)的直喷柴油发动机进行三维建模;在发动机... 为提高直喷柴油发动机的缸内燃烧效率,降低污染物的排放,研究了不同喷油策略下的甲醇/PODEn混合燃料燃烧、排放特性。基于计算流体动力学(CFD)和仿真分析软件Converge,对某款预混压燃燃烧(PCCI)的直喷柴油发动机进行三维建模;在发动机转速为1200 r/min,在进气压力100kPa、进气温度340.6 K的低负荷初始工况下,进行了仿真计算。结果表明:采用单次喷油时,提前喷油能够大幅提升缸压峰值和比放热峰值,使燃油利用率增加,且主要污染物显著减少;但过早喷油,反应速率加快,污染排放增多。采用2次喷油时,随着预喷时刻的提前,预喷、主喷的正时间隔变长,缸压曲线变化不大;比放热曲线出现2个峰值,峰值略微降低,且喷射时刻(曲轴转角,CA)提前;与各自的质量排放峰值比较,碳烟(Soot)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)的质量排放,分别降低了6.89%、5.41%、23.31%;优化后的预喷、主喷的CA为-27°、-22°。 展开更多

关键词 直喷柴油发动机 预混压燃燃烧(PCCI) 甲醇/PODEn双燃料 喷油策略 燃烧排放特性 燃油利用率

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柴油/天然气双燃料发动机油气耦合分层燃烧 被引量：3

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作者 杨立平 韩冰 +3 位作者 尚秋成 高婧 姜峰 王睿 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1004-1010,共7页

针对柴油/天然气反应活性控制压缩点火发动机低负荷热效率低、未燃CH_(4)和CO排放高等问题,本文提出了一种发动机双进气道双阀燃气独立喷射方法,通过三维CFD仿真,对比研究了双阀燃气喷射比例对缸内油气耦合分层、燃烧以及排放特性的影... 针对柴油/天然气反应活性控制压缩点火发动机低负荷热效率低、未燃CH_(4)和CO排放高等问题,本文提出了一种发动机双进气道双阀燃气独立喷射方法,通过三维CFD仿真,对比研究了双阀燃气喷射比例对缸内油气耦合分层、燃烧以及排放特性的影响规律。结果表明:双阀燃气喷射比例对缸内混合气形成和燃烧过程有重要影响,通过微量柴油分段喷射和调整双阀燃气喷射比例,缸内能够形成高低反应活性燃料的耦合分层,缸压和放热率峰值增加,峰值相位提前,燃烧持续期缩短,未燃CH_(4)和CO排放总体呈现下降趋势。当双阀中直管燃气喷射比例为80%时,不仅能够提高发动机热效率,并且可以在NO排放不增加的情况下实现CH_(4)和CO排放的同时降低。 展开更多

关键词 双燃料发动机 反应活性控制压缩点火燃烧 高压共轨 微喷引燃 柴油分段喷射 双阀独立喷射 油气耦合分层 排放

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压燃式纯甲醇发动机的试验研究 被引量：2

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作者 杨名华 魏象仪 胡国栋 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1990年第6期697-704,共8页

对双缸柴油机上直喷压燃方式燃烧纯甲醇的燃烧特性进行了研究。根据甲醇燃料 汽化潜热大、自燃温度高、直接田燃困难等特点，采用提高压缩比进气加热等措施， 成功地使纯甲醇在直喷田燃方式下获得了稳定运转。结果表明，这种甲醇燃烧方... 对双缸柴油机上直喷压燃方式燃烧纯甲醇的燃烧特性进行了研究。根据甲醇燃料 汽化潜热大、自燃温度高、直接田燃困难等特点，采用提高压缩比进气加热等措施， 成功地使纯甲醇在直喷田燃方式下获得了稳定运转。结果表明，这种甲醇燃烧方式能 有效地降低柴油机的ＮＯｘ排放量，其能耗率与现有柴油机基本相等，并就这种新型 甲醇代用方式的燃烧过程示功图、放热率、滞燃期及热效率等特点与柴抽相比较，进 行了较深入的分析探讨。 展开更多

关键词 柴油机 甲醇 燃烧特性 直喷压燃

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甲醇燃料低速机性能仿真研究 被引量：2

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作者 夏倩 刘锋华 +1 位作者 彭辉 钱跃华 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1-8,共8页

基于某型低速柴油机,利用CONVERGE仿真软件建立了柴油模式缸内燃烧模型,并根据试验数据进行了燃烧模型标定。在标定的柴油模式缸内燃烧模型的基础上,将3个甲醇喷射器和3个引燃柴油喷射器安装在缸盖上,每个甲醇喷射器与引燃柴油喷射器成3... 基于某型低速柴油机,利用CONVERGE仿真软件建立了柴油模式缸内燃烧模型,并根据试验数据进行了燃烧模型标定。在标定的柴油模式缸内燃烧模型的基础上,将3个甲醇喷射器和3个引燃柴油喷射器安装在缸盖上,每个甲醇喷射器与引燃柴油喷射器成30°夹角安装,开展了柴油引燃甲醇燃烧模式缸内燃烧模拟,在100%负荷下研究了甲醇喷射器喷孔大小、引燃柴油喷射正时对发动机着火及燃烧过程的影响及与原柴油模式的对比。研究表明:甲醇喷射持续期为25°时,可以得到与原柴油机相近的缸内峰值压力水平;甲醇喷射正时不变的情况下随着引燃油喷射正时的提前角减小,发动机整体性能呈下降趋势,但下降幅度较小。 展开更多

关键词 甲醇 低速机 柴油引燃 燃烧 排放

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