不同海拔下甲醇替代率和主喷正时对RCCI发动机性能的影响

为探究不同海拔条件下甲醇/柴油反应活性控制压燃（reactivity controlled compression ignition, RCCI）发动机的运行特性,该研究基于甲醇/柴油双燃料发动机试验台架,试验研究1 800r/min、100%负荷和3 200r/min、100%负荷下不同甲醇替代率、柴油喷射正时对发动机燃烧与排放性能的影响规律。结果表明：不同海拔条件下随着甲醇替代率的增加,缸压和瞬时放热率峰值逐渐升高,燃烧始点和燃烧中心前移,当量有效燃油消耗率（equivalent brake specific fuel consumption, ESFC）降低,有效热效率升高,NO_x和碳烟排放大幅降低,THC（total hydrocarbons）和CO排放增加。1 800 r/min、100%负荷工况下,甲醇替代率由0增至20%,0、1 000、2 000m海拔下最大缸压平均增加1.72MPa,瞬时放热率峰值平均升高25.08J/(°),ESFC平均降低4.67%,有效热效率平均升高4.90%,NO_x和碳烟排放分别平均降低16.63%和50%,THC和CO排放量分别平均增加142.03、388.18 mg/kg。3 200 r/min下甲醇替代率由0增至7%,不同海拔高度下ESFC平均降低1.76%,有效热效率平均升高1.79%,NO_x和碳烟排放量分别平均降低8.17%和20.70%。海拔高度由0升至2 000m,1 800r/min、20%甲醇替代率与3 200r/min、7%甲醇替代率下,瞬时放热率峰值分别降低4.80和8.08J/(°),燃烧中心分别推迟1.44°和1.43°,有效热效率分别降低0.82%和0.68%,ESFC分别升高2.10%和1.99%,NO_x排放量分别减少10.61%和7.35%,碳烟排放分别增加26.54%和32.12%,THC排放分别升高29.88%和15.45%,CO排放量分别增加22.42%和18.15%。固定甲醇替代率后,随着柴油主喷正时提前,不同海拔条件下缸压和放热率峰值逐渐升高,燃烧中心向上止点靠近,ESFC逐渐降低,有效热效率升高,碳烟排放减少,NO_x、THC和CO排放增加。1 800 r/min、15%甲醇替代率下,主喷正时从-1.5°提前至-7.5°,不同海拔高度下ESFC平均降低8.27%,有效热效率平均升高9.08%,碳烟排放平均减少90.94%。为提升高海拔条件下甲醇/柴油RCCI发动机的热效率和燃油经济性,可以适当增大柴油主喷正时。研究结果可为不同海拔环境下甲醇/柴油RCCI发动机燃烧与污染物排放控制优化提供参考。     

稀燃汽油机瞬态空燃比的滑模-神经网络控制

提出了稀燃汽油机空燃比滑模-神经网络控制方案,采用滑模变结构控制对稀燃工况的空燃比进行反馈控制,采用神经网络实现对进气量的精确预测和油膜动态特性的前馈补偿,进而实现对稀燃发动机瞬态空燃比的精确控制。采用自行开发的电控系统,在一台稀燃发动机上进行了瞬态空燃比实验。实验结果表明:节气门急速变化时空燃比超调可以控制在1个空燃比单位以内,调整时间不超过3s;转速越低,节气门变化越剧烈;空燃比超调越大,调整时间越长。     

单燃料燃气汽车发动机空燃比控制器设计

通过对单燃料燃气汽车发动机空燃比控制系统进行分析和研究,自行设计出了PI控制器,并且进行了仿真与实验研究。通过对燃气供给量的调整,保证发动机获得最佳性能,将空燃比精确地控制在理论值附近,在环境、温度发生变化和长期使用的情况下,仍能保证控制系统具有良好的性能。     

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。     

活性炭吸附汽油机冷起动HC排放的实验

为控制汽油机的冷起动HC排放,开发了一个活性炭吸附器,用于吸附车用汽油机冷起动阶段排放的HC。吸附材料采用煤质蜂窝状定型活性炭块,吸附器外表面用薄钢板焊接封装,整个吸附器串接在排气管上。进行汽油机冷起动排放实验,测量起动后200s内的HC排放量,实验结果表明,在冷却水温度为20U、40℃、60℃和85℃时,活性炭吸附器对HC的吸附率分别达到86．64％、70．34％、79．69％、77．45％。     

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。     

自然吸气与增压中冷柴油机气缸套应变对比

采用应变片测试技术,对自然吸气和增压中冷柴油机湿式缸套在外特性工况下工作时的周向应变进行了动态测试,拟合出缸套工作时的周向变形曲线,对比分析了不同机型湿式气缸套工作变形的特点以及主要影响因素。研究结果表明,随转速的提高,自然吸气柴油机缸套主推力面应变随之增加,逐渐呈现一种振动特性;而转速提高对增压中冷柴油机缸套周向应变影响不明显,缸套主推力面应变最大值出现在各作用力对缸套壁面作功最多的额定扭矩工况。     

XTD469Q型微型车发动机设计与试验

研制开发了新一代强化集成型微车用XTD469Q型电控四气门汽油机,阐述了该机型设计的结构特点和研发技术,并对样机进行了台架可靠性试验。结果表明,XTD469Q型汽油机总体结构的集成强化型设计技术,以及冷却系统、润滑系统和正时传动系统的研发技术,保证了发动机工作的可靠性,提高了其使用寿命。而对换气系统和燃烧系统的优化设计,以及采用机外净化技术,使该机的排放指标得到了进一步优化。     

涡流室柴油机燃烧过程模拟

利用FLUENT软件构建了描述S195型涡流室单缸柴油机燃烧过程的三维数学物理模型,并对气体在涡流室内的运动情况进行了数值模拟分析,获得了缸内气体的压力变化、温度变化以及碳烟排放的情况。实测结果表明,该模型能够比较准确地模拟涡流室柴油机的燃烧过程。     

均质充量压燃式发动机柴油混合气制备方法的研究

研究了一种新概念发动机-均质充量压燃式(HCCI)发动机.其气缸内燃烧温度低而均匀,产生的氮氧化物(NOx)非常低,其碳烟(PM)排放也很低,兼有高效率和低污染的优点.尽管均质充量压燃式发动机具有很大优点,但均质混合气的制备是阻碍其实用化的关键问题之一.为此,在总结前人研究成果的基础上,设计开发了一种用于HCCI发动机的液体燃料均质混合气制备方法.该方法是利用发动机排出废气的热量和进、排气管的复合结构实现的.