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。     

氢发动机发展现状与展望

当前,以氢气作为燃料的发动机得到了广泛关注。以氢作为燃料的发动机主要有两种形式:氢氧燃料电池以及氢内燃机。氢发动机有诸多优势,例如:排放极低,能源可再生等等。但是氢发动机在发展的道路上还有许多问题,诸如:发动机成本较高,加氢站很少等等。文中主要对当前氢发动机的发展现状,以及对今后氢发动机发展方向展望等问题进行了讨论。     

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.     

掺氢比对氢-甲醇发动机稀薄燃烧及排放影响

为探究掺氢比对氢-甲醇发动机稀薄燃烧性能的影响，在一台1.8 L涡轮增压缸内直喷汽油机 （GDI） 改装的氢-甲醇发动机上，开展了不同燃空当量比和不同掺氢比条件下的甲醇发动机掺氢燃烧和排放试验研究。结果表明，在稀燃条件下，增大掺氢比能提高发动机缸内最高燃烧压力及放热率峰值，且燃烧相位提前，燃烧持续期缩短。在稀燃情况下适当掺氢有助于改善循环变动，混合气越稀改善效果越好，但随燃空比和掺氢量增大时，循环变动却有恶化的趋势。当燃空当量比大于 0.71 时，增大掺氢比能改善 HC 排放；当燃空当量比大于 0.83 时，掺氢能改善 NOx排放，但 CO 排放恶化；当燃空当量比小于0.83时，增大掺氢比导致NOx排放恶化但CO排放降低。     

进气掺氢与富氧燃烧对汽油机性能影响的试验研究

在JL3G10汽油机的基础上,搭建了发动机台架以进行掺氢富氧条件下的台架试验。利用该台架分别对不同进气含氧量(体积比),不同进气掺氢比以及富氧掺氢时汽油机的动力性与排放进行了试验研究。研究表明:相比原机,进气含氧量为25%时汽油机功率与扭矩提高了20.7%,HC排放减少36%,CO排放减少10.6%,但NOx排放增加了149.6%;2%进气掺氢比下的HC排放相比原机降低31.2%,CO排放降低46.1%,NOx排放则增加12.6%;富氧掺氢(氢氧体积比为2∶1)时,掺混比例为5.06%的汽油机较原机在动力性与排放上均有提升。     

混氢对柴油机燃烧及排放影响的试验研究

将氢气喷入柴油机进气道内进行试验,以研究柴油混氢对柴油机燃烧及排放性能的影响.试验中发动机转速固定在1 400r/min,在不同初始转矩下改变氢气在混合燃料中的质量分数,并保持燃料总质量不变.试验结果表明柴油混氢燃烧可缩短燃烧持续期,增大最大爆发压力及放热率峰值,且使峰值位置提前(氢质量分数为9%时放热率峰值提高20%),增大发动机的输出转矩,并能降低柴油机的各主要排放物(在中低转矩下CO及碳烟排放下降了30%～50%).     

天然气掺氢发动机试验用混合气配比系统研制

为满足天然气掺氢发动机试验要求,开发应用于发动机台架试验的定掺氢比混合气配制系统。首先对定压配比系统结构组成及误差进行了分析,提出了适合天然气掺氢发动机试验用的在线混合系统,并对其组成、掺氢比控制方法及系统误差进行了分析,证明该系统能够满足发动机掺氢比试验要求。     

氢,乙醇还是汽油? Ford F-250 Super Chief concept

福特F-250 Super Chief概念皮卡，作为全球第一部装备三燃料动力（Tri-Flex）发动机的车型，已经引起了汽车工业界的轰动，它的增压V10发动机能够通过燃烧氢，乙醇或汽油来做功，燃烧效率非常高，一次加满资料后可行驶805km，在氢动力模式下CO2排放减少了99%。对环境保护有着深远的意义。     

进气掺氢对柴油-天然气双燃料燃烧特性的影响

为了提高柴油-天然气(DN)双燃料发动机在中、低负荷时的燃烧效率,降低一氧化碳(CO)和未燃碳氢化合物(UHC)排放,以D19高压共轨柴油机为研究机型,构建了发动机燃烧室CFD模型,通过3D-CFD耦合柴油-天然气-氢气(DNH)三燃料化学动力学机理,进行数值模拟,研究了进气掺氢对DN发动机燃烧及排放特性的影响.结果表明:在进气内掺入20％的H2,可促进缸内关键自由基生成,加快天然气(NG)燃烧速率,使燃烧效率达到95.7％,与不掺H2时相比提高了 11.3％;而掺入25％的H2,可使总碳氢化合物(THC)减少49.0％,CO降低37.4％,CO2下降 12.7％.     

氢发动机电控喷氢控制策略的研究

在分析喷氢正时和喷氢量对氢发动机工作性能影响的基础上,提出了根据发动机运行工况实时调节和修正喷氢参数的优化控制策略,并基于Pareto秩与决策偏好相结合的全自动标定算法,进行了喷氢提前角和喷氢脉宽电控系统的设计。结果表明,随工况变化动态寻优的优化算法,能实现氢发动机动力性、经济性与排放性等综合性能达到优化的目标。     

小波包分解在氢发动机异常燃烧诊断中的应用

氢发动机燃烧压力信号包含了丰富的燃烧信息,基于压力信号可以应用小波变换法提取异常燃烧信息。鉴于小波包分解继承了小波变换所有的时频局部化优点,并且可以有效地提取微弱燃烧信息,从而能够为信号提供更精细的分析方法。对氢发动机正常燃烧和异常燃烧压力信号进行了小波包分解,提取出小波包能量。通过构造小波包能量特征向量,对氢发动机异常燃烧进行了有效诊断,为消除氢发动机的异常燃烧提供了技术基础。     

氢经济时代的车用H2燃料发动机的研究与展望

从大气污染和石油资源短缺出发,论述了H2 能源及H2 燃料汽车发动机的优越性,综述了国内外H2燃料汽车发动机的研究现状,并分析了发展趋势。     

LPG/汽油双燃料发动机台架试验研究

对两种汽油机和在其基础之上改装成的LPG(液化石油气 )发动机进行了性能对比试验和理论分析。试验结果表明 ,LPG主要优点是降低了CO和HC排放。但并不是所有结构的汽油机都有同样的改善效果 ,还取决于原机结构与LPG燃料特征的适配性。     

基于AVL BOOST的氢燃料内燃机稀燃过程研究

应用AVL BOOST软件建立了氢燃料内燃机在稀燃状况下的计算模型,并在不同燃空当量比和点火时刻下,对氢内燃机燃烧过程进行了数值模拟,模拟结果和试验结果吻合较好。在此基础上,进行了点火提前角和燃空当量比对氢内燃机燃烧过程的影响研究,为合理组织氢内燃机的燃烧过程研究提供了依据。     

轿车发动机怠速工况CO排放统计特征

基于大量在用轿车发动机怠速工况CO排放实测数据 ,对其CO排放进行统计分析 ,得出其最优拟合分布和相应的分布参数 ,同时建立怠速工况CO排放分布密度函数和分布函数统计模型。本研究对计算轿车发动机怠速CO排放数值 ,正确评价其对城市周围大气环境所造成的污染以及排放法规的修订必将起到重要的作用     

基于RBF优化控制氢燃料发动机点火提前角

基于RBF神经网络构建氢(H2)燃料发动机最佳点火提前角优化模型,对点火提前角进行优化控制,改善H2燃料发动机动力性、经济性以及排放性能。试验结果表明,该模型能预测H2燃料发动机最佳点火提前角,并可以大大减轻标定试验工作量。     

垃圾填埋气内燃机的研制与试验

阐述了开发垃圾填埋气内燃机的重要性,分析了垃圾填埋气中CO2成分对垃圾填埋气内燃机有关参数的影响。以2190T天然气发动机为基础,采用提高压缩比、调整点火提前角、预燃室式燃烧室、进气增压等技术措施,初步开发出2190垃圾填埋气内燃机。试验结果表明,采用上述技术措施,可改善和提高垃圾填埋气内燃机的性能指标。     

Exhaust emissions and its control methods in compression ignition engines: A review

Extensive usage of automobiles has certain disadvantages and one of them is its negative effect on environment. Carbon dioxide (CO₂), carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), oxides of nitrogen (NO_x), sulphur dioxide (SO₂) and particulate matter (PM) come out as harmful products during incomplete combustion from internal combustion (IC) engines. As these substances affect human health, regulatory bodies impose increasingly stringent restrictions on the level of emissions coming out from IC engines. This trend suggests the urgent need for the investigation of all aspects relevant to emissions. It is required to modify existing engine technologies and to develop a better after-treatment system to achieve the upcoming emission norms. Diesel engines are generally preferred over gasoline engines due to their undisputed benefit of fuel economy and higher torque output. However, diesel engines produce higher emissions, particularly NO_x and PM. Aftertreatment systems are costly and occupy more space, hence, in-cylinder solutions are preferred in reducing emissions. Exhaust gas recirculation (EGR) technology has been utilized previously to reduce NO_x. Though it is quite successful for small engines, problem persists with large bore engines and with high rate of EGR. EGR helps in reducing NO_x, but increases particulate emissions and fuel consumption. Many in-cylinder solutions such as lower compression ratios, modified injection characteristics, improved air intake system etc. are required along with EGR to accomplish the future emission norms. Modern combustion techniques such as low temperature combustion (LTC), homogeneous charge compression ignition (HCCI), premixed charge compression ignition (PCCI) etc. would be helpful for reducing the exhaust emissions and improving the engine performance. However, controlling of autoignition timing and achieving wider operating range are the major challenges with these techniques. A comprehensive review of diesel engine performance and emission characteristics is given in this paper.     

汽油机瞬态排放量的符号树Shannon熵分析

讨论了汽油机瞬态工况的内涵,提出了瞬态工况下如何评价尾气排放量的问题,给出了二进制划分下符号树结构及其Shannon熵的计算方法。在3种试验汽油机分别处于冷起动、暖机和加速-滑行3种瞬态工况时,用符号树Shannon熵值对尾气中的HC和CO排放量评估。