柴油机改装压缩天然气发动机关键技术分析

结合天然气的特性,通过理论分析,从动力性角度论述了柴油机改装为天然气发动机所涉及到的关键技术障碍,并从燃料供给系统、燃烧系统、进气系统、点火系统、控制策略等方面探讨了CA498柴油机改装为压缩天然气发动机的技术措施。     

天然气发动机预燃室式燃烧系统的研究

开发了火花点火天然气发动机预燃室式燃烧系统。该发动机通过采用新型的预燃室式燃烧系统，同时对发动机的燃料供给系统、点火系统等进行改进设计，实现了两级点火和稀燃、速燃，大大提高了燃烧速度，从而改善了发动机的动力性，降低了排气温度和排放量。试验结果表明，新的天然气发动机的动力性与原机基本相当，排气污染降低，经济性良好。     

用电控发动机点火能量控制与测试

针对车用电控天然气发动机,开发出电控点火系统.为了客观评价电控系统的点火能量和优化电控点火系统,参照SAE J973-1999标准,设计出一套点火能量测试系统.采用稳压管串作为模拟负载,通过数字示波器采集采样电阻两端的电压信号,然后进行积分等运算,从而得到点火能量的准确值.试验结果表明,电控点火系统的点火能量能够被有效量化评价.对于JL465Q5型车用电控天然气发动机,当转速低于2500r/min时,初级点火线圈的闭合时间为6ms;转速在2500r/min至5000r/min时,闭合时间为3ms;转速高于5000r/min时,闭合时间为2ms.     

天然气发动机点火室结构优化模拟研究

为改善大缸径稀燃天然气发动机的点火可靠性,在一台缸径为320mm的点火室式天然气发动机上,应用三维CFD软件CONVERGE进行了数值模拟,分析了点火室喷孔个数、锥形喷孔以及中心喷孔对天然气发动机燃烧和排放性能的影响。研究表明:7孔点火室火焰射流分布更为均匀合理,且在功率和排放上都优于原机;锥形喷孔方案有利于提高火焰射流的贯穿距,提高功率和热效率,并降低NOX排放;中心喷孔方案的优化效果与中心喷孔的直径有关,中心喷孔直径为1.5mm和2.5mm时,可以提高发动机功率并降低NO_X排放。     

基于电控调压器的压缩天然气发动机电控系

针对国Ⅳ及以上排放标准,设计了基于电控调压器的重型车用稀燃增压压缩天然气发动机电控系统,阐述了燃气供给系统、进气管理系统和点火系统的结构特点和控制原理.阐述了电控调压系统原理,及其相对于喷射系统的优势.发动机试验结果表明,其最大功率和最大转矩都与原型柴油机相当,而排放达到国Ⅳ标准.     

电子控制技术在LPG发动机设计中的应用

将小型汽油机改造为LPG发动机,应用电子控制技术对发动机的点火系统和控制单元进行了优化设计,提高了点火系统点火电压、点火能量和点火稳定性,并能够灵活调整点火正时.根据发动机台架试验,证实了电控系统的可靠性,并使LPG发动机性能得到提高.改造后的LPG发动机的动力性略低于原机,经济性明显优于原机,HC和CO排放优于原机,NOx排放略高于原机.     

传统点火系统的故障分析与排除方法

点火系统的作用是通过一整套电器设备和机件,在相互配合下,将汽车的低压电变为高压电,利用装在气缸燃烧室内的火花塞放电,产生电火花,点燃汽油机混合气作功,并按发动机的工作要求自动调节点火时间,使点火准确、可靠。传统点火系靠蓄电池和发动机来提供电能,利用点火线圈,由断电     

一种新的能量叠加点火系电路理论研究

通过分析传统点燃式发动机点火系的充放电过程以及混合气着火过程 ,结合新型点燃式发动机对点火的特殊要求 ,提出了一种新的能量叠加式点火系统 ,指出了实现该点火系统点火的可能性及其电路原理图。在此基础上 ,对其基本组成、工作原理及其充放电特性进行了详细的阐述 ,并进行了该点火系匹配发动机性能的试验研究 ,结果表明 ,能量叠加点火系是改善发动机动力性、经济性和排放特性的有效途径。     

点火系统的故障诊断与排除

对于整体汽车来讲,发动机是汽车的心脏,汽车发动机的故障大多是出于点火系统和燃油系统中。一般说,若发动机在运转中突然熄灭并发动不着,原因多为点火系故障,发动机在运转中逐渐熄火的多为燃油系故障。 点火系统的故障,主要表现为无火、缺火、火花弱和点火不正时。     

点火线圈常见故障及检测诊断方法

<正>汽车点火线圈主要由初级线圈、次级线圈和铁心等组成。在点火系统中,利用点火线圈将低压电变高压电,使火花塞产生电火花。一般来讲,发动机点火系统的故障率较高。由于点火线圈结构的特殊性,其产生故障后并不直观,也由于发动机品牌繁多,点火线圈性能存在的差异,往往给故障排除工作带来一定困难。下面介绍发动机点火线圈故障产生的原因和检测诊断方法,提高发动机点火系统的故障诊断率,对提高发动机的动力性和经济性具有十分重要的意义。     

压缩点火天然气发动机工作性能试验

围绕影响单一燃料天然气发动机压缩着火启动、运转和排放特性的相关因素进行了试验研究。设计开发了新型燃烧系统,通过台架试验研究了不同的辅助加热温度、隔热措施、进气温度及EGR对着火燃烧及排放的影响。试验结果表明电热塞温度、进气温度及主副燃烧室之间的通道直径对发动机的着火和起动性有显著的影响;可以实现仅利用电热塞辅助加热即可在常温进气条件下起动发动机。合适的EGR率可以降低HC和NOx排放量,同时可以稳定天然气发动机的燃烧过程。     

复合供气压燃式天然气发动机的燃烧过程

根据分层燃烧的理论,设计了分隔室复合供气式压燃天然气发动机。采用化学动力学与CFD耦合的方法,对该发动机在复合供气方式下的着火和燃烧机理进行了模拟计算。结果表明,复合供气模式下由于在主、副燃烧室中可形成较明显的温度分层和浓度分层,实现了分层燃烧方式,获得了较宽的运行范围,平均指示压力达到0.63MPa,比进气道供气模式约高50%。     

发动机燃烧室通道结构参数对气流运动的影响

以分隔室式天然气发动机为研究对象,利用CFD多维数值模拟计算软件,研究了燃烧室通道结构参数对压燃式天然气发动机缸内气流运动的影响。计算结果表明,燃烧室通道截面积、通道倾角、通道形状、通道布置对气流运动的形式及气流速度均有较大的影响。     

燃烧室结构对天然气发动机燃烧过程的影响

为了研究燃烧室结构对天然气发动机燃烧过程的影响,模拟了浅盆形和涡流室式燃烧室结构的天然气发动机的进气、压缩及燃烧过程。给出了2种不同结构燃烧室的燃烧持续期、燃烧过程中缸内气流运动、火焰前锋面位置等,并对2种燃烧室进行了试验对比。模拟计算及试验结果表明,通过涡流室喷孔的约束作用,可以改善已燃气体和未燃气体之间的传热传质模式,提高火焰传播速度。     

螺旋/切向气道相异气门的缸内气体分层燃烧分析

通过CFD数值模拟,对D19四气门、双进气道发动机进行相异气门的缸内气体分层燃烧分析。研究表明:相异气门可使缸内进气量和涡流比大幅提升;螺旋气道引入方式下的气体,凹坑和燃烧室相对中心区域CO₂分布较多。而切向气道引入方式下的气体,靠近切向气道一侧的CO₂分布较多,围绕燃烧室中心区域的CO₂分布较少;相异气门条件下,发动机排放的Soot和CO大幅减少,NOx略有增加。     

2100型柴油机采用四角形缩口ω燃烧室燃烧系统的研究

在２１００型柴油机上开发了一种四角形缩口ω燃烧室燃烧系统,利用这种燃烧室的特殊结构可产生较强的挤流和涡流,加快了缸内混合气的形成和燃烧速度。通过延迟喷油定时,减少了预混合燃烧量,降低了ＮＯｘ排放和最大爆发压力。     

供油系统参数对增压柴油机排放的影响规律

实测了多种供油系统参数,并分析其改变对增压柴油机排放性能的影响,重点分析了供油提前角、喷油器喷孔直径和喷油泵型式与柱塞直径对各种排放物的影响规律,提出了合适的匹配方案。     

涡流比对NO_x与Soot排放影响的数值模拟

影响直喷式柴油机缸内燃烧过程和排放特性的因素可归纳为3个方面,即进气系统参数、喷油系统参数以及燃烧系统参数。基于某企业开发的6缸直喷式柴油机,以AVL公司的FIRE v8.5为平台,以进气系统参数具有代表性的物理参数涡流比为对象,研究了它对直喷式柴油机排放性能的影响规律。在涡流比从1.0增加到2.6的过程中,随着涡流比的增大,喷雾重叠加剧,并向燃烧室挤流区域集中,燃烧室凹坑内空气利用率变差,不利于柴油机的扩散燃烧,Soot排放增大;在涡流比增大的同时,降低了整个燃烧室的平均温度,使NOx的生成量降低。     

进气道燃料喷射氢内燃机回火机理与控制研究

建立了包含进气道和气缸的氢内燃机三维仿真模型,研究了进气道燃料喷射氢内燃机不同转速和负荷条件下的回火机理.提出了通过优化喷氢相位,使低浓度混合气在进气门打开时首先进入气缸,降低缸内废气和热点温度,从而抑制回火的方法.仿真分析了不同转速和负荷条件下喷氢相位对进气门处混合气浓度和温度的影响,得到了最优的喷氢相位.经试验验证,优化的喷氢相位使氢内燃机能够在全工况内达到或超过混合气化学当量燃空比无回火工作.