LPG转子发动机缸内燃烧影响因素研究

建立了转子发动机的计算模型,结合自编程序在CFD软件上对转子发动机的燃烧过程进行了二维动态数值模拟,并利用实验结果进行了验证。在此基础上,计算得出缸内直喷LPG转子发动机燃烧演变过程,分析了喷嘴在3个不同位置时发动机的燃烧特性,由此确定了喷嘴安装的最佳位置,并进一步研究了该情况下喷油时刻和喷油持续期对转子发动机燃烧过程的影响。研究结果表明:在转速一定,给定喷射方向、喷射持续期和喷雾锥角时,发动机存在一个最佳喷射提前角,能使燃烧室内混合气分布合理,气缸压力峰值高,最大放热率和最大压力升高率高,燃烧持续时间短,发动机热效率高。当喷嘴位于长轴顶点时,燃烧稳定性和持续性都比其他两个位置更好,最佳喷射提前角对应的燃烧压力峰值最高;若在此最佳喷射提前角下,保持其他条件不变,改变其喷射持续期,会使最高燃烧压力和最大放热率出现一定的降低,但影响不大,其燃烧特性仍然比较理想,气缸压力峰值能达到6 MPa以上。     

乙醇喷射定时对乙醇柴油双燃料发动机性能的影响

在具有双喷射系统的压燃式发动机中,用一个喷射系统喷射乙醇作为主燃料,另一个喷射柴油作为点火燃料,进行了不同乙醇喷射定时的性能试验和燃烧分析。结果表明,在上止点前21°CA喷射点火柴油时,乙醇可以先于柴油喷射,在上止点前25°CA喷射乙醇燃料时发动机的经济性能最佳,接近原柴油机水平,在上止点前29°CA左右喷射乙醇燃料时发动机具有较好的动力性;缸内的统计最大压力在小负荷时随着乙醇喷射定时提前而降低,在大负荷时随着乙醇喷射定时提前而提高;双燃料发动机的最大压力标准方差随着乙醇喷射定时提前而增大,并且工作循环的稳定性逐渐变差;当乙醇喷射定时在上止点前31°CA时双燃料发动机不能较好地稳定工作。     

喷射时刻对乙醇/汽油双燃料发动机缸内流场和性能的影响

利用CFD三维数值模拟软件,模拟了1台乙醇缸内直喷+汽油进气道喷射(EDI+GPI)双燃料发动机的工作过程,分析比较了不同乙醇喷射正时下缸内流场的变化规律、缸内当量比分布和缸内压力变化。结果表明:乙醇喷射时刻在250°CABTDC时,缸内流场最合适乙醇的蒸发雾化,能够形成较均匀的缸内混合气,产生最佳的燃烧相位;其余过早或过晚喷射均不利于缸内混合气形成和燃烧。     

供油系统对二甲醚发动机燃烧循环变动的影响

通过采集分析二甲醚发动机示功图,试验研究了喷射系统参数和低压供油系统参数对二甲醚发动机燃烧循环变动的影响.结果表明:增大喷孔直径可以减小燃烧循环变动,高速时喷孔直径对燃烧循环变动的影响较低速时更显著;增大喷油器的开启压力,低速时燃烧循环变动增大,高速时则反之;发动机负荷增加,燃烧循环变动减弱;供油提前角从BTDC 6°CA提前到BTDC 13°CA后,燃烧循环变动系数呈先增大后减小的趋势;增加低压供油系统储能器的体积可以有效控制燃烧循环变动.     

喷射持续期对大功率气体机影响规律分析

研究了大功率气体机采用进气道多点顺序喷射方式时,喷射持续期对缸内混合气形成及燃烧性能的影响规律。通过数值解析的方法研究了采用单管结构及双管结构进气对混合气形成过程的影响,在此基础上确定了采用双管结构喷射燃气。在发动机标定工况,保证其它条件一致的条件下,通过数值解析及燃烧测试分析的方法对比了5种不同喷射持续期对缸内混合气形成及循环变动率的影响规律。这5种喷射持续期的喷射起始时刻均为进气上止点后40°,此时排气门接近全关,不存在燃气直接进入排气管的情况;另外活塞运动速度快,进气具有较强的扰动能量,有助于促进燃气与空气的混合。数值解析及实验测试结果表明,对于研究用发动机在实验工况下,当喷射持续期从5 ms增加到10 ms时,由于能够充分利用进气扰动的能量改善混合气的形成,有效降低了循环变动率;随着喷射持续期的继续增加,当喷射持续期为12 ms或15 ms时,后期喷射的燃气由于此时进气流速降低无法进入缸内,部分燃气滞留进气道,减少了可燃混合气的燃气,形成的混合气偏稀,反而不利于缸内燃烧过程的进行。     

车用油料添加剂与环保节能

汽车长时间使用后．燃油在发动机的燃料供给系统中容易产生沉积物。如在化油器或燃油喷射系统中形成漆膜或结焦,影响化油器或喷射装置的配剂质量及功能,使得发动机偏离设计空燃比;如在气门部位结焦,会造成气门关闭不严,从而影响发动机的动力性和经济性。燃油的胶状物质还不容易完全燃烧,将生成积碳沉积在气缸盖、燃烧室、活塞顶部,过多的积碳沉积将导致气缸散热不良,引起发动机爆震,不但降低了发动机的动力性和经济性     

浅析柴油机尾气烟度过高原因及预防

1 排气管连续冒烟 这是发动机所有气缸或大多数气缸燃烧不完全所致.其原因是:喷油器的喷射质量严重恶化;     

高压共轨柴油机喷油器零油量自学习标定策略

提出一种自学习零油量标定方法.引入发动机段加速度的概念,当发动机满足倒拖等工况条件和在标定轨压下,按一定的喷油脉宽控制喷油器进行测试喷射,通过发动机段加速度的变化判断是否有燃油燃烧,调整喷油脉宽的增减进行再次测试喷射,直到相邻两次喷射引起的段加速度的变化位于已定义阈值的两侧,最终获取在该轨压下该喷油器的零油量标定值.喷油实验台与整车实验结果对比表明,这种喷油器零油量自学习标定方法无需增加额外设备,标定精度高,实时性强.     

喷油器性能探究

燃油喷入气缸中的喷油压力,主要由喷油器保证。其喷油压力指的是针阀刚刚开启时的压力。汽车发动机的燃烧状况能直接影响他的动力性能、燃油经济性及尾气排放特性等一系列性能指标,而汽车燃油的雾化性能的好坏是决定燃烧性能的的关键。燃油比较好的雾化效果能够促使更高效的燃烧,对节能、净化空气产生十分重要的作用。喷油脉冲宽度是指发动机微型电脑对喷油器每次喷出的燃油的喷射时间长度进行了控制,是发动机的喷油器正常工作的最重要的工作指标。     

稀燃纯氢发动机怠速燃烧与循环变动试验

在一台加装了电控氢气喷射系统的四缸发动机上,就怠速、稀燃条件下纯氢发动机的燃烧与循环变动特性进行了试验研究。试验结果表明,在过量空气系数为2.08~3.20,利用原机电子控制单元自动调整点火角及怠速马达开度可以将纯氢发动机怠速转速控制在原机目标怠速(790 r/m in)附近。随着过量空气系数的增加,发动机传热损失有所降低,但平均指示有效压力及燃烧持续期的循环变动略有增加。当过量空气系数由2.08提高至3.20时,每循环进入发动机的燃料能量流量减少约15.4%。     

缸内直喷汽油机部分负荷燃烧特性试验

在一台2.0L缸内直喷汽油机(GDI)上研究了中低转速、部分负荷的燃烧特性,并分析了进气滚流及喷油定时对燃烧特性的影响.结果表明,在转速为1 000 r/min、平均有效压力为0.1 MPa工况时,加大进气滚流可增强缸内气流运动,提高混合气燃烧速度.而随着转速提高,滚流作用逐渐减弱,在转速为3 000 r/min、平均有效压力为0.3 MPa工况时,加大滚流会引起燃烧过程恶化;喷油定时对3 000 r/min工况下的混合气形成和燃烧稳定影响大于2 000 r/min工况,且不同工况点的喷油定时均存在最佳值,在300°CA ～ 320°CA BTDC之间.     

直喷汽油机多孔喷油器喷嘴内部流动数值模拟

采用双流体法应用线性空化模型对某直喷汽油机多孔喷油器喷嘴内部流动形态进行模拟,分析了喷嘴内空化流动发展规律,总结并比较了几种判断空化流动的方法.模拟结果表明:在喷孔内及针阀开启关闭时与阀座缝隙间均发现有空化现象;空化形态不稳定,随时间变化;空化造成喷嘴流量减小流速增大,各孔流量亦产生差异;临界空化数可以有效预测空化现象;GDI多孔喷嘴仅在喷射压力很小而喷射背压很大的分层燃烧方式下有可能不空化.     

点火定时对缸内直喷汽油机燃烧及颗粒物排放的影响

采用燃烧分析仪和DMS500型快速颗粒取样分析仪,在一台缸内直喷汽油机上进行了点火定时对燃烧过程和颗粒物排放影响的试验研究.结果表明:随着点火定时的不断延迟,火焰发展期逐渐缩短,快速燃烧期逐渐增大,缸内压力峰值逐渐下降,瞬时放热率峰值和缸内最高燃烧温度均逐渐降低且后移,放热过程迟缓,膨胀行程缸内温度逐渐升高.缸内直喷汽油机排气颗粒物排放呈包括核态和积聚态颗粒物的双峰分布;随点火定时的推迟,核态和积聚态颗粒物峰值数密度均逐渐降低,颗粒物总数量浓度逐渐降低,积聚态颗粒物峰值粒径逐渐减小,而核态颗粒物峰值粒径受点火定时的影响较小.     

基于光谱FOD与优化指数的银川平原土壤有机质含量反演

土壤有机质（SOM）是土壤肥力的重要组成部分,是作物生长的主要养分来源。为探究分数阶微分（FOD）联合优化光谱指数对低肥力地区SOM的反演效果,以银川平原为研究对象,对野外土壤高光谱反射率原始数据进行0~2阶FOD处理（间隔0.2阶）,构建优化光谱指数DI/RDI、DI/NDI、NDI/RDI、RDI/NDI、DI/GDI和RI/GDI,分析各指数与土壤有机质含量间的二维相关性,筛选出最佳优化光谱指数,并建立基于支持向量机（SVM）的SOM含量反演模型。结果表明：银川平原SOM含量整体偏低,其中93.05%处于四级到六级水平。土壤野外原始光谱反射率吸收特征差异明显,在1400、1900nm处有明显吸收峰。随着分数阶的不断增加,光谱反射率不断趋近于0。土壤DI/NDI、DI/GDI、RI/GDI、NDI/RDI和RDI/NDI在0~2阶最大相关系数绝对值（MACC）均小于0.80,DI/RDI在0.2~2.0阶范围内的MACC为0.9965~0.9986,其敏感波段主要集中在1450~1750nm和2100~2400nm之间。基于0.2阶微分处理的DI/RDI-SVM模型对SOM的反演精度最佳,建模决定系数R2c和验证决定系数R2p分别为0.98和0.99,相对分析误差（RPD）为4.31。研究结果可为低肥力地区的SOM含量快速、准确反演及制图提供科学依据。     

提高汽油机部分负荷效率的新技术

从影响汽油机效率的因素入手,分析了泵气损失及摩擦损失对汽油机经济性的影响,综述了改善汽油机效率的方法;分别介绍了当前热门的VVT/VVL技术、可变压缩比技术、增压技术、缸内直喷技术、可变排量技术以及CAI技术的基本原理、节能潜力及应用情况,并对各种方法的优缺点进行了分析。     

未来十年内燃机仍是汽车的主流动力

对新型能源在短期内无法成为汽车主要动力的原因进行了论述。分别介绍了汽油机在直接喷射技术(GDI)和均质混合压燃技术(HCCI),柴油机在电控高压共轨系统的发展趋势和研究方向,说明它们在节油、排放和高效方面还具有很大的潜能,在短期内仍是汽车的主流动力。     

未来二十年内燃机仍是世界汽车的主流动力

分别介绍了汽油机在直接喷射技术(GDI)和均质混合压燃技术(HCCI),柴油机在电控高压共轨系统的发展趋势和研究方向,说明它们在节油、排放和高效方面还具有很大的潜能,在短期内仍是汽车的主流动力。     

农作物秸秆混配燃烧特性与动力学分析

选用北京市大兴区玉米秸为主原料,混配小麦秸、花生壳, 利用热重仪研究混配物料的燃烧特性,并采用Coats-Refern法研究其燃烧动力学特性,为农作物秸秆固体成型与燃烧提供实践与理论数据。研究发现,3试样燃烧都有2个明显的峰值,燃烧过程可分为水分蒸发干燥、挥发分析出及燃烧、固定碳燃烧和燃尽4个基本阶段,在整个燃烧阶段有较大的重叠区域。添加花生壳的混配物料,其燃烧特性及动力学参数受花生壳的影响较大,而添加小麦秸影响较小。     

柴油/甲醇组合发动机燃烧压力特性研究

采用柴油/甲醇组合燃烧(DMCC)方式对增压共轨发动机进行缸内燃烧压力特性研究。对比分析了DMCC模式和纯柴油模式下的缸内燃烧压力、压力升高率、最高燃烧压力和燃烧放热率。结果表明:DMCC模式大大改变了放热率的形式,使得着火始点较原机推迟很多;并且燃烧过程中的预混燃烧比例明显加大,扩散燃烧的比例减少。该研究结果为大幅度提高柴油机效率、减少有害气体排放提供了理论依据。     

内燃机燃烧模型的发展现状

利用CFD技术对内燃机燃烧过程进行数值模拟已成为内燃机研究的重要工具。选用恰当的燃烧模型对准确预测内燃机燃烧过程具有重要意义。内燃机CFD燃烧模型主要针对自燃、预混燃烧和非预混燃烧3种燃烧模式，其中有些模型可以同时模拟2种模式或3种模式。内燃机新的燃烧系统的不断出现促进了燃烧模型的发展。本文以STAR—CD和FIRE软件为出发点，介绍了内燃机燃烧模型的发展现状。