两用燃料发动机点火提前角多目标蚁群遗传算法

针对两用燃料汽车最主要解决的是排放问题,但又不能牺牲超过5 %的动力为代价,构建了发动机点火提前角多目标优化的数学模型,对目标函数动力性能指标转矩和各种排放物进行归一化处理.以两用燃料发动机ECU硬件在环仿真模型和排放试验数据为对象,用蚁群遗传算法对目标函数进行求解,结果表明λt=0.7时的点火提前角作为线性加权和意义下的点火提前角能够在发动机的动力性能和排放性能之间取得很好折衷.综合4种工况点的结果表明:取线性加权和意义下的点火提前角对工况有所改善,对发动机性能有较好的折衷.其中,转矩损失在5%以内,排放中的NOx改善最明显,最大为27.32%;HC次之最大为22.31%;CO改善不大,最大为0.01%.     

几种代用燃料的排放性能对比试验研究

对捷达电喷发动机在外特性和4 000r/min负荷特性下燃用93#汽油、乙醇汽油（E10,E20）、甲醇汽油（M15,M30）和液化石油气（LPG）时的排放性能进行了试验研究,主要测试了CO,HC和NOx3种常规污染物.试验结果表明：发动机燃用M30可降低显著降低NOx和HC的排放质量浓度;发动机燃用LPG时,CO的排放质量浓度明显低于其他燃料.     

柴油公交车燃用不同替代燃料的排放特性

采用OBS-2200车载排放检测系统,分析了柴油公交车实际道路工况的气态排放特性.使用的燃料分别为纯柴油、天然气制油(GTL)与生物柴油,道路工况主要包括市区主干道、次干道和快速路.分析结果表明:公交车燃用各类燃料的CO、HC、NOx和CO2的道路瞬时质量排放率均与瞬态车速变化有良好的跟随特性.公交车燃用各种替代燃料的气态污染物质量排放率随车速增加总体呈上升趋势,其中HC和CO2的质量排放率随车速增大,基本呈线性增加趋势,CO和NOx的质量排放率在中低车速区域随车速上升呈现增加趋势,而在高车速区域有所降低.与主干道、次干道相比,公交车在快速路上燃用各种燃料的气态污染物的排放因子都是最低的.与纯柴油相比,不论是质量排放率还是排放因子,生物柴油和GTL柴油的CO和HC排放都有所下降,且生物柴油的降幅更大一些.从全路况范围来看,纯生物柴油的CO和HC排放最低,纯生物柴油的NOx排放要高于柴油.全路况下,纯天然气制油、体积比为20％天然气制油、体积比为20％生物柴油的CO2排放要低于纯柴油,但纯生物柴油的CO2排放要高一些.     

点火时刻对缸内直喷低热值气体燃料掺氢燃烧发动机性能影响的试验

在一台改装的单缸气体发动机上进行了缸内直喷低热值气体燃料掺氢燃烧的试验，开展了不同掺氢比例下，点火提前角对发动机动力和排放及经济性的影响研究．低热值燃料由天然气含量为45％～65％，N2含量为35％，掺氢含量为0-20％的气体组成．研究结果表明：随着掺氢比例的增加，发动机动力性呈现先增高后降低趋势，在掺氢10％条件下动力性最好；排放污染物中HC排放增大，NOx排放呈先增大后减小的趋势，在掺氢10％条件下排放最多，但CO排放基本不变．     

天然气掺氢发动机性能与排放试验

为了分析天然气掺氢燃料对发动机动力性、经济性和排放性的影响,在一台电控单缸天然气发动机上开展了体积掺氢比分别为15％、20％和25％的天然气掺氢燃料的试验和过量空气系数对发动机性能的影响试验．结果表明,在特定发动机工况下,随着掺氢比的增加,缸内最高压力随之增加;NOx排放量增大,而HC、CO排放量降低;有效燃气消耗率降低．试验结果也表明稀燃可以改善发动机的排放性能．     

火花点火发动机燃用DME-LPG混合燃料的性能

通过在火花点火式发动机燃用二甲醚混合燃料与汽油的对比试验，评价了二甲醚混合燃料的不同组分在发动机上的应用特性，分析了由二甲醚、液化石油气和甲醇组成的两种配比的混合燃料发动机的燃料经济性能、动力性能、怠速时的排放性能。结果表明：与燃用900汽油相比，二甲醚混合燃料的抗爆性能好；在燃料供给和点火系统稍作调整后，发动机燃用二甲醚-液化石油气混合燃料在低转速和中等转速时，其功率高于汽油机，在高转速时功率低于汽油机，在全部负荷工况下二甲醚-液化石油气混合燃料消耗率低于汽油；怠速时二甲醚-液化石油气混合燃料HC、CO、NO。排放量比900汽油有显著下降。这说明发动机燃用二甲醚-液化石油气混合燃料基本达到燃用汽油的水平。     

低温环境下丁醇汽油发动机冷起动排放试验研究

根据相关规程要求,对-7℃时的发动机冷起动特性进行试验。选用汽油和体积分数为20%的丁醇汽油混合燃料进行对比研究,分析燃用这2种燃料时HC和CO的排放特性,以及发动机的转速特性。试验结果表明:在不改变发动机机构和控制的情况下,2种燃料对发动机转速特性的影响区别不大,但使用丁醇汽油混合燃料发动机HC和CO的排放低于汽油。     

汽油发动机富氧燃烧模型分析

汽油发动机富氧燃烧可改善发动机的燃烧效率和排放。文中对汽油发动机燃烧循环波动和NOx排放的机理进行研究,通过建立模型验证发动机试验数据。研究结果表明:建立的发动机燃烧循环波动和NOx排放模型与试验结果一致。富氧燃烧可以降低发动机燃烧的循环波动,同时降低发动机CO、HC排放物,但NOx的排放物有所增加。     

天然气发动机氧传感器故障模拟试验

在自行搭建的发动机试验台架上,以台架试验与排放分析法为基础,以NI采集卡、前端信号处理电路、信号丢失控制电路与信号异常控制电路等为硬件,以LabVIEW软件为技术支持设计了天然气发动机氧传感器故障模拟系统,分析了天然气发动机氧传感器故障对发动机动力性、经济性以及各项排放指标的影响.试验结果表明:当转速为2 500 r·min-1,节气门开度为25％,模拟信号电压低于0.5V时,过量空气系数变小,混合气变浓,转矩与正常值相比变化不大,CO排放上升,HC排放略有升高,但变化不大,NOx排放下降;当模拟信号电压高于0.5V时,过量空气系数变大,混合气变稀,转矩下降较大,CO排放下降,并低于正常值,HC排放上升,NOx排放基本为0.     

排气再循环系统的原理及基本构成

燃烧温度越高，NOx产生越多，在最适合于燃烧的点火时期点火及最经济的空燃比时，产生的NO最多。为了减少NO的排放，应该考虑不利于燃烧的空燃比及点火时期，可是这样又容易产生不完全燃烧，增加HC及CO的排放，还会使发动机的功率下降。可以较好地解决这一矛盾的技术称为排气再循环技术(Exhaust Gas Recirculation)，缩写为EGR。     

冷EGR系统对柴油机排放影响的试验研究

研究冷EGR(废气再循环)系统对柴油机排放影响的规律。在不同负荷工况下,在涡轮增压柴油机R4105ZD上分别采用热EGR系统、冷EGR系统以及不采用EGR系统进行试验,研究3种试验条件下柴油机NOx、HC和CO的排放规律;通过试验分析EGR冷却温度对NOx排放的影响。试验结果表明:与不采用EGR系统和采用热EGR系统相比,柴油机采用冷EGR系统时,可有效降低NOx和CO的排放,但对HC排放的影响规律不显著;EGR的最佳冷却温度约为55℃。     

多次喷射对GDI汽油机喷雾及燃烧特性影响研究

建立GDI汽油机缸内三维仿真模型,通过定容弹试验及发动机台架试验对喷雾、燃烧模型进行验证,模拟分析了2 000 r/min全负荷工况下单次、二次及三次喷油策略下喷雾及燃烧过程。结果表明:多次喷油策略有利于燃油蒸发,与单次喷油策略相比,二次和三次喷油策略燃油蒸发量分别提高15.6%及19.5%;单次喷油策略在点火时刻形成均质混合气,二次及三次喷油策略则在点火时刻形成火花塞附近较浓而其他区域较稀的分层混合气;与单次喷油策略相比,二次喷油策略缸压峰值得到了较大的提升,采用三次喷油策略后缸压峰值进一步增大,比单次喷油策略高0.73 MPa;二次喷油策略具备较短的火焰发展期,快速燃烧期较长,三次喷油策略火焰发展期和快速燃烧期均较短,具备更好的燃烧特性;与单次喷油策略相比,二次喷油策略与三次喷油策略均提高指示热效率,指示热效率分别提高0.4%和5.9%。     

冷却水温度对汽油机起动性能影响的试验研究

以不同发动机水温测试汽油发动机起动时的转速、喷油时间、当量比及HC的排放量,并对测试所得的数据进行处理分析,得出汽油发动机起动时冷却水温度和发动机性能及HC排放之间的关系．试验结果表明,在冷起动时HC的排放量大大高于热起动时HC的排放量,且在发动机水温低于70℃时,提高发动机冷却水温度能大幅减少HC的排放;在发动机水温度超过70℃时,提高发动机冷却水温度对减少HC的排放作用不大;提高发动机冷却水温度还有利于改善发动机的燃烧,从而提高其动力性和燃油经济性．     

开环控制时乙醇的体积分数对汽油-乙醇混合燃料发动机性能的影响

以普通直列四缸发动机为基础，设计了发动机台架试验的控制系统。通过试验分析了乙醇与汽油按不同比例混合时对汽油发动机动力性、经济性和排放性能的影响。结果表明，在保持汽油机参数不变的前提下，随着乙醇的体积分数的增大，汽油机的动力性提高，燃油消耗量增加，CO和NOx的排放量降低，但乙醇的体积分数大于40％时HC的排放量增加明显。     

轻型汽车ASM排放特性

应用加速模拟工况排放测试方法对3000多辆在用轻型汽油车进行了排放测试,通过对实验结果进行统计分析,研究了车辆CO、HC、NOx的排放特性,通过回归分析得出了CO、HC、NOx的排放值与车辆行驶里程、车龄的数学关系式。结果表明车辆行驶里程从1.0×105km增长到3.0×105km,CO、HC、NOx排放值增大约0.24～0.73倍,车龄从2a增长到10a,CO、HC、NOx的排放值增长约1.7～2.0倍,4a内车龄车辆的CO、HC、NOx排放不合格率在10%以下,10a以上车龄CO、HC、NO排放不合格率大于20%。     

南京市轻型车不同工况下污染物排放分析

为对比南京市市区轻型车实际行驶工况与标准工况(含检测工况)在工况特征和排放特性上的差异水平,以南京市轻型汽油车为对象,采用车载测试系统和底盘测功机对各种工况进行排放测试。标准工况的CO2、CO和HC的平均排放速率是实际工况下的1.2～2.4倍,实际行驶工况下对应的污染物排放速率是标准工况下的1.1～2.2倍。由于实际道路运行条件下的车辆频繁加减速,导致实际工况的NOx排放速率高于标准工况的NOx排放速率(达到1.3倍)。结果显示,检测工况可以合理反映出实际道路下的匀速和怠速排放情况,但检测工况下的排放速率较低。标准工况仅能反映出污染物的基本排放规律,不能较好地表达实际工况车辆频繁加速、减速导致的污染物排放差异。     

过量空气系数和点火提前角对CNG发动机NOX排放性能的影响

试验研究了过量空气系数和点火提前角对稀燃电控调压器式天然气发动机的燃烧以及排放的影响。试验过程对全工况的排放和动力进行了稳态优化。研究结果表明,在其他影响参数不变的情况下,随着点火提前角的减小和过量空气系数的增加,扭矩和NOX排放均降低。在匹配氧化型催化转化器后,各工况选取适当的点火提前角和过量空气系数可以满足国Ⅴ的排放标准。     

汽油车怠速工况下有害排放物分析

基于MQW-50A机动车排气分析仪,得到了汽油车处于不同运行工况下的排放水平,重点分析了汽车尾气排放物中CO、HC的含量随怠速转速的变化规律及趋势,及空燃比对怠速排放的影响。基于试验结果,分析了影响汽油车怠速排放的因素,并得到汽车尾气排放优化的方法。     

燃用生物柴油增压柴油机的性能和排放

为了在柴油发动机上优化生物柴油的应用,利用发动机台架试验,对比分析了不同掺混比生物柴油对增压直喷柴油机排放、燃料经济性和动力性的影响,在不同转速和负荷下,研究了发动机的碳烟、NOx、CO与HC排放及有效能量消耗率和功率。试验结果表明:与柴油相比,燃用B10、B20、B30、B50、B80和B100生物柴油的发动机碳烟排放平均降低了34.69%,NOx排放平均增加了25.01%,HC排放平均降低了33.05%,CO排放在满负荷下平均增加了11.13%;虽然有效燃料消耗率有所增大,但有效能量消耗率平均降低了2.18%;功率平均增加了5.34%;生物柴油碳烟排放降低的百分比较NOx排放增加的百分比分别提高了7.01%、15.37%、14.17%、10.45%、6.73%和4.39%,因此,B20掺混比最佳。     

均温时间对发动机冷起动排放影响试验及结果分析

冷起动是发动机排放CO、HC和NOx等有害物最为严重的一个阶段.而在冷起动阶段,不同的环境、不同的时间、不同的状况、不同的燃油品质等,其排放值大小又各不相同,故排放法规中对此多作了相应的规定.而就发动机的均温时间(停机时间)对冷起动排放的影响展开研究,并通过试验及过程分析,定性地得出结论,对控制发动机有害物质的排放具有十分积极的意义.