缸内直喷汽油机技术探悉

对比气道内燃油喷射系统PFI的性能特点,介绍了汽油发动机缸内直接喷射技术优势及发展面临的难题,探讨了高压涡流喷射和燃烧过程控制,指出稳定燃烧、减少排放问题是决定GDI发动机发展的关键。     

低压空气辅助缸内直喷汽油机工作过程仿真

对1.2L低压空气辅助缸内直喷汽油机进行了工作过程仿真研究.分析了进气道及缸内的工质流动,比较了不同喷油时刻燃烧室改进前后在压缩上止点前20°CA时的缸内混合气浓度分布状况,探讨了点火时刻对发动机燃烧过程的影响.结果表明:压缩上止点前20°CA时缸内混合气浓度分布的整体均匀度要好于原机,且当喷油时刻为420°CA和440°CA时均能在两个火花塞间隙处形成适合稳定点火的混合气浓度;随着点火时刻的提前,燃烧逐渐提前,缸内最大爆发压力及最大压力升高率增大;此外,随着点火时刻的推迟,火焰发展期逐渐缩短,而快速燃烧期则呈现出先缩短后增长的趋势.     

缸内直喷汽油机多孔喷雾破碎模型研究

为了建立缸内直喷汽油机多孔喷油器喷雾破碎模型,对FIPA模型、Huh Gosman模型和KH-RT模型进行分析评估,确定了缸内汽油直喷二次破碎模型;以喷油压力为参数,基于初始破碎粒径分布公式,建立了缸内汽油直喷喷雾破碎模型;最后通过定容喷雾实验进行汽油自由喷雾实验,验证所建模型的合理性。研究结果发现:Huh Gosman模型在汽油喷雾模拟过程中,模拟结果与实际喷射过程最为接近;FIPA模型在相应模拟条件下,液滴的破碎速度过快;而KH-RT模型在该喷射条件下,液滴的破碎速度过慢。通过对Huh Gosman模型进行修正,模拟计算结果与实际结果相近。最后利用该模型对不同喷油压力下的自由喷雾进行模拟,计算结果与实验结果吻合较好。     

低压空气辅助缸内直喷汽油机进气道设计

以2.0L四气门进气道喷射汽油机为样机,设计低压空气辅助缸内直喷汽油机,运用CFD仿真技术与气道稳流试验相结合对其进气道进行设计.建立了原进气道喷射汽油机进气道的三维仿真模型并进行计算和分析,表明气道流通能力不够强,有强滚流运动;气道内部三维流场分析结果说明部分区域存在气体滞留现象,通过气道稳流试验台对仿真结果进行了验证.根据低压空气辅助直喷汽油机对缸内气流运动特性的要求,在CFD仿真软件中对进气道结构进行了优化,通过调整气门杆附近的截面积、削弱滚流强度,提高了进气道的流通能力,同时改善了局部气流滞留现象.     

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.     

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.     

电控汽油机满足未来排放和经济性要求的研究

从满足未来对汽油机的经济性和排放要求出发,提出应用先进的排气处理技术、空燃比控制技术及二冲程汽油机实现电控燃油喷射是达到上述目标的有效途径,为车用汽油机电控技术的应用与开发提供了参考依所。     

直喷风暴——发动机缸内直喷探究

回顾最近几十年的发展,化油器时代结束之后,汽油发动机进入了电子控制燃油喷射的崭新时代,较为先进的方式是在各个气缸的进气口外,对应各缸活塞的行程进行多点顺序喷射,使每个单独的气缸都能在最合适的时机获得燃油混合气。     

汽油缸内多孔直喷喷雾破碎模型建立与试验

为了建立汽油缸内多孔直喷喷雾破碎模型,对Huh Gosman模型进行分析评估,并且以喷油压力为参数,建立初始破碎粒径分布公式,从而建立了汽油缸内多孔直喷喷雾破碎模型;并通过定容喷雾试验进行了汽油自由喷雾试验,验证所建模型的合理性.研究结果发现:以经验公式估计的初始液滴直径评估Huh Gosman模型,模拟结果贯穿度偏小;通过建立初始破碎粒径分布函数,同时对Huh Gosman模型进行修正,模拟计算结果与实际结果相近.最后利用该模型对不同喷油压力下的自由喷雾进行模拟,计算与试验结果吻合较好,最大误差小于5％.     

二冲程汽油机电控燃油喷射研究

研制了二冲程汽油机低压半直接燃油喷射电控系统。进行了电控系统设计、发动机控制参数的实验标定和发动机台架实验等研究工作。结果表明,二冲程电控汽油喷射汽油机比化油器式汽油机具有更好的燃油经济性与怠速排放指标。     

电控汽油机燃油喷射匹配的试验研究

根据发动机不同工况下空燃比的控制目标及工作过程的特点，提出了不同的喷油脉谱(MAP)匹配试验方法。利用该方法获取了465QA型电控汽油机的喷油MAP图，用它控制发动机的运行，并进行了台架性能试验。试验结果表明，发动机的动力性、经济性及排放性能均得到明显改善。     

缸内直喷式天然气发动机的试验研究

进行了由一台汽油机改造成单一燃料天然气发动机的总体设计,着重论述了发动机的电子控制系统。发动机性能试验结果表明,其最大功率和最大转矩都与原汽油机相当,而HC和CO排放量则比原机有显著的降低。     

降低车用汽油机排气污染物技术研究

介绍了同时降低车用汽油机NOx,CO,HC三种有害排放物的一套技术方案。其中NOx排放通过排气再循环降低，开发出了具有较优排气再循环率特性的排气压力控制点EGR系统，并阐明了其结构及工作原理，由于采用EGR系统而产生的整机小负荷油耗恶化状况可通过适当提前点火加以弥补；CO排放通过严格控制空燃比加以限制；强制怠速工况HC排放可通过采用强制怠速断油装置消除。给出了相应的整机排放控制和优化试验结果，证实了所提方案是有效、可行的。     

进气管结构对电喷汽油机排放的影响

采用两种不同结构的进气管进行台架试验,研究进气管结构对电喷汽油机排放的影响。试验结果表明,在冷起动工况,容积较小的进气管的排放量低于容积较大的,在正常工况则相反。     

运转参数对准均质稀燃汽油机燃烧特性的影响

在改造的8A—FE EFI准均质稀燃汽油机上,通过调节稀燃电控系统的喷油脉宽,改变稀燃汽油机的空燃比λ,研究了汽油机不同转速和负荷条件下,准均质稀燃汽油机的排放特性和燃油经济性,为有效降低准均质稀燃汽油机排放、改善其经济性提供依据。     

直喷式柴油机喷油特性的测试分析

为分析柴油机的燃烧过程和性能，在喷油泵试验台上用W．Bosch长管法研究了喷油过程。介绍了试验装置和原理，分析了测试精度。试验结果表明：喷油管内气泡产生与压力波尾部形状有关；长管内残余压力很低，燃油声速接近理论声速；喷油率图近似于梯形，燃油喷射呈“先急后缓”的特征；喷油压力、喷油始点、喷油持续角和喷油率均取决于柴油机转速和负荷。