外开式直喷氢气喷嘴射流特性研究

基于纹影法在定容喷射装置上进行了不同喷射压力、环境压力下的氢气射流特性试验,研究外开式喷嘴的氢气射流特性及喷射参数的变化规律。结果表明:氢气射流近场呈现锥形结构,且形成了喷射轨迹线,而射流远场逐渐发展成大尺度球形涡流结构。喷射压力增大,轴向和径向贯穿距离增大而卷吸率减小;背景压力增大,轴向和径向贯穿距离减小而卷吸率增大;射流锥角的变化与喷射压力或背景压力关系不大,但随喷射时间逐渐从80°变小并趋于22°。另外通过归一化分析发现,贯穿距离在不同边界条件下均具有较好的自相似性,自相似系数(x/y)逐渐趋于0.59左右,径向扩散性优于单孔喷嘴氢气射流。合理利用氢气射流特性可以优化直喷氢内燃机的混合气形成,为外开式喷嘴的喷射策略优化提供依据。     

氩氧氛围下天然气发动机的燃烧特性研究

为提高内燃机热效率,将发动机进气由空气替换为氩氧混合气,试验研究了过量氧气系数、氩气比例、点火正时对发动机指示热效率、平均指示压力(IMEP)及燃烧循环变动的影响.试验结果表明:在过量氧气系数为1时,直接用79％氩气比例的氩氧混合气代替空气可使发动机的指示热效率从36.9％提高到43.0％,平均指示压力从0.81 MP...     

燃油喷射压力对缸内直喷汽油机喷雾特性的影响

燃油喷射压力对混合气形成有直接影响,提高喷射压力可进一步降低直喷汽油机微粒排放。使用STAR-CD软件分别建立定容弹和发动机缸内喷雾计算模型,利用喷雾特性可视化试验进行喷雾模型有效性验证,其后分析了燃油喷射压力对喷雾贯穿距、索特平均直径等基本特性参数的影响,研究了燃油喷射压力对缸内混合气形成的影响。结果表明提高燃油喷射压力可有效促进燃油的雾化蒸发,加快混合气形成,提高混合气分布均匀性。     

点火角对汽油混氢发动机性能影响的试验研究

在一台加装了电控氢气喷射系统的四缸汽油机上,就点火角对汽油中掺混氢气时发动机性能的影响进行了试验研究.试验中发动机转速恒定在1 400r/min,混氢时通过调整氢气喷射脉宽使进气中氢气的体积分数为3%,同时调整汽油的喷射脉宽使混氢和不混氢两种条件下,发动机过量空气系数均保持在1.2.试验结果表明,与原机比较,混氢后发动机平均有效压力最大时的点火角延迟,燃烧持续期缩短,点火角相同时,HC和CO排放降低,但NOx排放有所增加;混氢时,随着点火提前角的增加燃烧速度明显加快,而排放物的变化趋势与原机相同:HC与NOx排放升高,而CO排放降低.     

燃油多次喷射控制策略对单缸柴油机燃烧与排放特性的影响

基于高压共轨系统对一台单缸柴油机采用燃油预喷射控制策略时的燃烧特性与排放特性变化规律进行了研究。在保持循环油量不变的前提下,通过控制每循环燃油的喷射次数、预喷油量、预喷与主喷的间隔角,对发动机缸内燃烧压力、放热规律、压力升高率及排放变化规律进行了分析。试验结果表明：当预喷油量小于5 mg/循环时,发动机能够在维持炭烟颗粒不增加的同时降低NO x的排放,同时发动机的压升率也较无预喷工况有所降低;多次喷射燃烧过程对燃油消耗率的影响较小,较无预喷工况略有上升,但通过对预喷角度、预喷油量及间隔角的合理匹配,能够实现对燃油消耗率的进一步优化。     

进气道喷水对氩气循环氢燃料发动机热效率与动力边界拓展的影响研究

针对氩气循环氢燃料发动机工质比热容比高，会引起异常燃烧现象，从而限制其热效率提升效果的问题，通过仿真和试验分析了进气道喷水对氩气循环氢燃料发动机的热力学参数和爆震的影响，并通过结合缸内直喷和进气增压，联合优化点火策略、喷射策略以及喷水策略，最终获得了最高62.41%的指示热效率（总指示热效率58.62%）。     

乙醇掺混喷射对汽油机进气道喷水影响的试验研究

在水中加入乙醇可有效降低冰点,降低发动机喷水技术在冬季的应用难度。为研究乙醇和水混合喷射对汽油机喷水效果的影响,在定容弹中研究了不同比例乙醇水溶液的喷雾特性,并基于某1.5L直喷增压汽油机开展了气道喷水台架试验研究。结果表明:随着乙醇比例增加,喷雾贯穿距减小,雾化情况明显改善。在水中加入乙醇可同时降低汽油和水消耗量,提升热效率,降低CO和THC排放,并改善喷水导致的曲轴箱压力升高问题。     

通过高压直接喷射实现高效率和低氮氧化物排放的氢燃烧方式

氢可以从各种再生能源中产生,因此预计,氢将会在社会长期能源需求中起到重要作用。传统氢发动机存在的一些缺点是:冷却损失较高导致热效率较低,以及不正常燃烧(回火、早燃、燃烧速度较快)限制了大负荷运行。氢燃料直接喷射是克服这些缺点的一种有效办法,但是要实现高效率和低氮氧化物(NOx)排放的燃烧方法还需要进行更详细的研究。采用一种试验性氢高压喷射器(最大喷射压力30 MPa)对高效率和低NOx排放的氢燃烧进行了研究。采用1台2.2 L 4缸涡流形燃烧室柴油机进行试验,氢喷射器安装在气缸中心,火花塞安装在预热塞位置。为了能向1个气缸提供氢气,对这台发动机进行了改装。通过控制喷油定时和点火定时研究了氢气的均相和分层燃烧。另外,还研究了联合使用火花点火的扩散燃烧(即火花点燃辅助扩散燃烧)。结果显示,采用高压直喷的分层扩散燃烧与传统的均相燃烧相比,指示热效率提高了约3%。热效率提高的原因是:(1)分层扩散燃烧改善了冷却损失与等容度之间的折衷关系;(2)接近上止点喷射的压力恢复效应十分有利于热效率的提高;(3)在废气再循环(EGR)与扩散燃烧相结合的情况下,能使EGR更为有效。通过抑制喷束的贯穿度以减少较多的冷却损失,使这台小型发动机达到了52%的优良指示热效率,并通过计算流体动力学和可视化缸内燃烧研究得到了证实。另外,还获得了一些有价值的认识:EGR除湿能增加工作气体的比热比,并能在降低NOx的同时提高热效率。     

进气压力对汽油混氢发动机性能影响的研究

在1台加装了电控氢气喷射系统的4缸汽油机上,研究了进气压力对混氢汽油机燃烧与排放性能的影响。试验结果表明:随着进气压力的增加,混氢前后发动机平均指示有效压力与指示热效率均有所升高;相同进气道压力条件下,混氢后发动机热效率有所提高,但进气压力较高时混氢后发动机平均指示有效压力有所降低;发动机HC与CO排放随进气道压力的增加而逐渐降低,但NOx排放随进气压力的增加而升高;相同进气压力条件下,进气混氢有利于改善发动机HC与CO排放。     

微量柴油引燃高压直喷天然气发动机燃烧循环变动研究

微量柴油引燃高压直喷天然气发动机排放低于同排量柴油机,热效率与同排量柴油机相当,具有良好的发展前景。对于高压直喷天然气发动机,循环变动特性直接影响了其运行的稳定性,但目前的研究大多针对发动机的燃烧和排放特性,对循环变动的研究十分有限。以一台微量柴油引燃高压直喷天然气发动机为研究对象,对其外特性工况下不同运行参数的循环变动进行了研究。结果表明:随天然气喷射提前角增加,最大燃烧压力的循环变动呈现先增加后减小的趋势,低速下最大燃烧压力的循环变动相对较高;滞燃期和50%燃料燃烧相位角的循环变动随天然气喷射的提前和转速的增加而增加;在24MPa喷射压力下,平均有效压力的循环变动随天然气喷射提前角的增加而增加,而在30MPa下,平均有效压力循环变动随天然气喷射提前角的变化规律与转速有关;在高转速下,平均有效压力的循环变动相对较高;燃料的喷射压力对各参数的循环变动影响很小。     

关于高压喷射系统异常喷射量特性的研究

<正>作者在探讨了低速低负荷区域的异常喷射量特性之后,提出了两项解决措施,其一是定残压 出油阀,可滋借鉴。 一、前言 近年来,由于对车用柴油机降低油耗的要求,所以采用直喷式发动机比预燃室式发动机要多,并且因要求排气净化和提高燃烧性能,故向提高喷射压力、增加喷射能量,以及喷雾微粒化和增大贯穿度的方向发展。但是,也随之带来许多问题,在高速高负荷时产生二次喷射和气蚀、穴蚀问题。     

天然气/氢气混合燃料发动机的稀燃极限和排放特性试验研究

在东风EQD210N-20天然气发动机上进行了天然气与天燃气/氢气混合燃料体积混合比例为10%、30%和50%的稀燃极限和排放特性试验研究.实验结果表明:燃烧混合燃料比燃烧天然气时的稀燃极限大,并且随着掺氢比例的增大,燃烧过程的火焰发展期和快速燃烧期缩短,发动机的指示热效率、平均指示压力和NO2的排放增加;但是当发动机在大于天然气/氢气混合气的稀燃极限工作时,其指示热效率、平均指示压力和NO2的排放迅速下降,平均指示压力变动系数、CH4和CO的浓度迅速上升.     

氢发动机燃烧循环变动及其影响因素的研究

通过1台点燃式进气歧管喷射氢燃料发动机的最大燃烧压力的试验分析,获得了不同工况下的最大燃烧压力循环变动系数,以此为基础研究了过量空气系数、点火提前角以及转速对氢燃料发动机燃烧循环变动的影响趋势。结果表明,点火提前角对氢燃料发动机循环变动的影响相对较大。     

不同喷射工况下的GDI喷雾模拟标定研究

准确模拟喷雾是提高缸内模拟准确性的关键,为了使模拟喷雾与试验喷雾更加一致,需要根据试验喷雾贯穿距及粒径对模拟喷雾进行标定。使用AVL FIRE软件建立定容弹及喷雾数值模型,对处于不同喷射工况(喷射压力、环境压力、油温)下的喷雾进行数值模拟,根据试验喷雾的贯穿距及喷嘴下方30 mm平面处SMD对模拟喷雾进行标定,并对不同喷射工况的标定参数选择进行探讨。结果表明:为了同时满足贯穿距和粒径的标定要求,需要根据工况参数对标定参数进行调整;对于本研究中的GDI喷油器,喷射压力10 MPa时使用KH-RT模型的模拟结果与试验值匹配较好,5 MPa时使用Huh-Gosman模型匹配更好;在喷射压力、环境压力和环境温度相同的条件下,高油温和低油温工况可以用同一套参数满足标定要求。     

二甲醚燃料喷射压力对喷雾发展过程的影响

利用定容容器模拟增压发动机缸内高温高压条件,利用高速摄像机观察二甲醚喷雾,探讨了喷射压力对喷雾贯穿距离、喷雾蒸发等喷雾发展过程的影响规律。结果表明:在喷射初期喷雾贯穿距离与喷射时间成正比关系,在喷射后期,环境气体卷入喷雾中,喷雾贯穿距离与喷射时间平方根成正比关系;二甲醚燃料液态喷雾贯穿距离相对于气态来说非常短,DME液态喷雾贯穿距离基本不随时间的增加而增长。     

多点电喷天然气发动机燃料喷射过程研究

数值模拟了从电喷天然气发动机喷射阀喷出的非稳态喷流的发展过程，并由纹影实验验证了解析方法的可行性。采用数值模拟的方法考察了天然气喷流贯穿距离与喷射压力和喷孔数的关系；以及喷射阀质量流量与喷射压力和环境压力的关系；为精确地控制天然气燃料喷射量提供了理论依据。最后数值模拟了进气歧管内天然气喷流的发展过程，探明了天然气喷射对发动机工作过程可能造成的影响。     

燃料喷射对缸内直喷LNG发动机性能影响的试验研究

将某4气门车用4缸汽油机改装成缸内直喷LNG发动机,分析了燃料的喷射正时对发动机性能的影响.结果表明:在中等转速范围内,气轨压力较高,喷射持续时间短;在低、高转速范围内,气轨压力较低,喷射持续时间长;在相同转速条件下,随着负荷的增加,气轨压力减小,喷射持续时间延长;在中等负荷范围内.发动机经济性较好.     

高喷射压力下GDI喷油器喷雾特性研究

在高压定容容器中,通过白光测试系统来研究GDI喷油器喷雾在高喷射压力35MPa下背压和背温对其喷雾角和喷雾贯穿距离的影响。研究结果表明:在高喷射压力下,喷雾角随着背压的升高而呈现微弱的减小趋势,而随着背温的升高喷雾角的减小趋势比较明显。喷雾的贯穿距离随着背压的升高有明显减小的趋势,随着背温的升高喷雾的贯穿距离也在减小,当背温升高到一定程度时,喷雾贯穿距出现停滞增长现象。当背温和背压都比较高时,喷雾贯穿距在1.0 ms以后会出现加速增长的趋势。     

掺氢天然气HCCI发动机燃烧特性数值模拟研究

为了研究不同运转参数对掺氢天然气均质压燃（HCCI）发动机的燃烧特性影响,基于Chemkin模拟软件,结合GRI-Mech3.0化学反应动力学机理,建立了HCCI 发动机的数值模型。数值模拟了掺氢天然气HCCI发动机在掺氢体积比为5%时不同运转参数下的燃烧特性,主要包括对发动机燃烧过程中缸内压力、温度、燃烧放热率和NO_x排放的影响。结果表明,在掺氢天然气HCCI发动机燃烧过程中,转速变化对缸内温度、压力和燃烧放热率的影响不大,但NO_x排放随转速增大而减小;缸内温度、压力、燃烧放热率及NO_x排放随过量空气系数增大而降低;缸内压力、燃烧放热率及NO_x排放随进气压力增大而提高,进气压力对缸内温度影响较小;缸内温度、压力、燃烧放热率及NO_x排放随进气温度增大而提高。为实际改善掺氢天然气HCCI发动机的燃烧动力性、经济性和减少排放提供了理论依据。     

燃油喷射系的故障诊断

汽车发动机燃油喷射系技术状态的好坏直接影响发动机的动力性、经济性和可靠性,在使用中有较高的故障率,因此,燃油喷射系往往是检测与诊断的重点内容。检测发动机运转时燃油管路内的油压,可以判断电动汽油泵或油压调节器有无故障、汽油滤清器是否堵塞等。检测燃油压力时,应准备一个量程为1MPa左右的油压表及专用的油管接头,按下列步骤检测燃油压力。 一、油压表的安装 1.燃油系统的卸压。启动发动机,在发动机运转过程中拔下电动汽油泵继电