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.     

甲醇缸内直喷发动机均质燃烧特性研

在一台四缸柴油机改造的火花点火甲醇缸内直喷发动机上,高负荷时,在进气冲程将燃油喷入缸内,形成近化学计量比的混合气来实现均质燃烧.通过对典型工况的气缸压力的测量和分析,探讨了不同参数对甲醇发动机燃烧特性的影响.结果表明:甲醇缸内直喷发动机最大功率和最大扭矩比原机分别提高5.88%和20.90%,发动机最高热效率可达35.3%,远高于普通汽油机水平.甲醇缸内直喷发动机的滞燃期和急燃期随负荷的增加而变小.全负荷时,甲醇发动机的燃烧放热始点随转速的增大而推迟,滞燃期和急燃期随转速的增大而增加.发动机循环变动随工况的变化规律与滞燃期一致.     

喷射器位置对天然气发动机燃烧特性的影响

以高压直喷天然气发动机为研究对象,借助计算流体仿真软件CONVERGE探究高负荷下喷射器布置对缸内燃烧及排放特性的影响.每种燃料(柴油和天然气)分别通过2个独立喷射器实现缸内高压直喷,设计了中心对称和左右对称两种布局方式,并基于每种布置开展喷射器距离对发动机性能的影响研究.结果表明:喷射器距离影响柴油火核与射流区的相对...     

电控喷射天然气发动机热面点火燃烧系统

针对天然气均质压燃过程中存在起动困难和燃烧敲缸的问题,设计开发了天然气分层充气热面点火燃烧系统.试验研究表明,采用低压供气方式有利于燃烧系统实现着火起动.适当减小通道直径、增加高压供气比例及减小高压供气定时有利于促进缸内混合气的浓度分层,实现主副燃烧室的两级燃烧,有效抑制了燃烧敲缸.镶块通道直径8 mm、1200 r/min时可达到相同转速下原机功率的83%,1 400 r/min时可达到相同转速下原机功率的73%,同时Nox排放较直喷压燃式天然气机有所降低.     

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.     

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。     

快速控制原型技术压缩天然气直喷发动机的研究分析

为了提高快速控制原型技术的系统开发效率,促进压缩天然气发动机性能的提升,实现压缩天然气发动机的缸内直接喷射,笔者坚持理论联系实际,通过测试直喷喷嘴流量,设计其燃气供给系统,从而完善了直接喷射天然气的控制措施。本文主要分析缸内直接喷射天然气方式的优势,旨在提高发动机输出水平。     

柴油机燃用二甲醚复合燃烧试验

结合柴油机燃用二甲醚HCCI燃烧与缸内直喷燃烧各自的优点,提出了气道一气缸喷射复合燃烧方式,在一台改造过的柴油机上进行了试验研究.结果表明,燃烧过程包括二甲醚HCCI燃烧和缸内喷雾的预混及扩散燃烧,但随预混合率的不同呈现不同特征.随着预混合率增加,气缸压力、温度、压力升高率以及NOx排放量均先减后增.增大直喷供油提前角可改善油耗率,降低HC与CO排放量,NOx排放量会升高.与HCCI燃烧比较.采用适当预混合率和直喷供油提前角的复合燃烧,在保持NOx基本不变的条件下能有效地拓宽发动机工况范围,同时降低HC和CO排放量.     

废气再循环对涡轮增压GDI汽油机性能影响的仿真研究

基于GT-Power平台分别对一款加载了低压EGR(Exhaust Gas Recirculation, EGR)和高压EGR系统的涡轮增压GDI汽油机建立了仿真模型,改变其点火提前角和EGR率,对改造后的发动机的动力性、燃油经济性和排放性进行仿真研究。结果显示,高、低压EGR系统均能降低缸内的最高燃烧压力,延迟燃烧峰值相位,节约燃油消耗,抑制NOx生成。在低转速时,低压EGR系统相较于高压EGR系统缸内燃烧更稳定,两者有效燃油消耗率(Brake Specific Fuel Consumption,BSFC)分别降低了约9.4%和17%,低压EGR系统相较于高压更能有效降低NOx排放量,最高降幅达75%。     

一种新的能量叠加点火系性能匹配研究

在能量叠加点火系电路分析的基础上，对其进行了匹配发动机的试验研究。试验结果表明，能量叠加点火系可有效改善发动机的点火性能，从而使发动机的动力性能提高约2％～5％，经济性能改善4％左右，怠速排放特性改善幅度达10％左右，外特性排放改善幅度达8％～20％；与传统点火系相比，还可以使发动机最低稳定运转速度降低30％左右，同时使发动机的起动变得迅速、容易。试验结果与理论分析完全吻合，证明了能量叠加点火系确实可以缩短可燃混合气的着火延迟期，有利于混合气的快速燃烧，这种技术特别适合于稀薄燃烧与快速燃烧系统。     

生物柴油发动机燃烧火焰与放热过程特性研究

为研究生物柴油与柴油燃烧及放热过程的差异,应用高速摄影采集了柴油机燃用豆油甲酯和柴油的缸内燃烧火焰图像,实测了缸内压力示功图.以直接的火焰辉度图像结合放热规律分析,揭示了生物柴油和柴油缸内燃烧的历程.在未调整发动机燃烧系统参数的前提下,生物柴油因弹性模量大和十六烷值高的综合贡献,使着火时刻较柴油提前1.5°CA,其中生物柴油开始喷油时刻较柴油提前0.7°CA;在速燃期生物柴油燃烧火焰最亮辉度和持续时间均低于柴油.在燃烧的最后阶段,没有明显火焰的化学反应释放出的热量仅占2％ ～3％.     

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。     

电控喷射压缩点火天然气发动机特性的试验研究

设计开发了由PC机控制的天然气复合供气系统和具有低散热结构的分隔式燃烧室组成的新型燃烧系统,采用陶瓷电热塞和进气空气加热的辅助手段,实现了天然气发动机的压缩点火.并对影响压缩点火天然气发动机起动性能、运转范围的相关因素进行了试验研究.     

天然气燃料汽车动力性能下降的原因分析与对策

随着经济的不断发展,汽车数量不断增加,汽车尾气对环境污染越来越严重。为此,从进气量、混合气的热值、点火提前角度等方面分析了影响天然气汽车动力性能的因素,并指出天然气燃料汽车动力性能下降的主要原因是发动机进气量的减少及混合气热值的偏低。分析得出:采用天然气加浓混合气对提高天然气发动机的功率是有限的,要大幅度提高天然气发动机的功率,在大负荷时减气加油是比较理想的方案。     

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。     

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。     

天然气发动机在汽车上的应用

在现有汽车结构不发生根本改变的条件下,开发和利用新能源可以缓解石油危机的压力,也可以减少汽车对环境的污染。为此,对比了天然气与汽油、柴油的理化特性,阐述了天然气发动机的排放特性以及汽油发动机和柴油发动机采用天然气为燃料的改装设计方法,提出了提高天然气发动机功率的措施,得出天然气发动机具有压缩比高、功率损失大、点火能量高和尾气排放低的结论,同时指出提高压缩比和点火能量、加大点火提前角可提高天然气发动机的功率。     

甲醇-柴油混合燃料的燃烧特性研究

通过试验研究,分析了小比例甲醇-柴油混合燃料对直喷式柴油机燃烧特性的影响。结果表明:在相同的平均有效压力和转速下,相比于纯柴油,甲醇-柴油混合燃料滞燃期延长,燃烧持续期缩短,缸内最大爆发压力、最大压力升高率及最高平均燃烧温度上升;甲醇-柴油混合燃料与纯柴油放热规律相似,最大瞬时放热率比纯柴油大,且峰值所对应的时刻滞后;混合燃料预混燃烧部分比柴油略大,燃烧放热重心向上止点后偏移。     

稀燃技术在车用内燃机上的应用研究

介绍了汽油机稀薄燃烧的进气道喷射稀燃系统、直接喷射稀燃系统和均质混合气压燃系统,分析了各稀燃系统的特点以及存在的问题,提出了在直接喷射稀燃系统的基础上实现均质混合气压燃燃烧是汽油机稀燃系统技术发展的方向。