进气道对火花点火发动机性能影响的试验研究

提高火花点火发动机缸内空气运动的滚流与涡流强度，可以增加燃烧室中的湍流强度，加快火焰传播速度和燃烧速率，从而改善燃烧过程，提高发动机的动力性，通过对2气门TJ376Q汽油发动机进行试验，设计了新型进气道，稳流试验台检测表明，所设计的新气道涡流比，滚流比和流量系数比原气道都有较大提高，进气系统的流动特性得到改善，提高了发动机的最大扭矩和最大功率输出。     

进气滚流强度对直喷发动机燃烧特性的影响

以光学单缸直喷汽油发动机作为试验平台,通过在进气法兰处安装不同的滚流导流板调节进气截面积来获得不同强度的滚流气流。利用Converge软件对缸内滚流强度和湍动能进行评估,采用高速彩色相机拍摄不同滚流强度下火焰状态随曲轴转角的变化,同时采用燃烧分析仪采集缸压数据。通过图像处理分离蓝色火焰和黄色火焰,其中,蓝光被认为主要来自火焰中CH释放的化学荧光,而黄光被认为主要来自炭烟颗粒的辐射。试验发现:随着滚流强度的提高,蓝色火焰面积增加,缸内燃烧速率得以提升,缸内平均指示有效压力增强,相关性分析表明,蓝色火焰面积和燃烧放热率有很好的正相关性。同时,黄色火焰随滚流强度增加而减少,表明炭烟生成量降低。此外,燃烧的循环波动也随滚流强度的增加而降低。     

稀薄燃烧技术在摩托车上应用的关键技术介绍

1 稀薄燃烧技术的理论分析 稀薄燃烧是20世纪80年代后期,首先在美国被提出的一项关于发动机燃烧技术的理论。其基本思想是通过提高燃油发动机的空燃比(尽量增加空气的比例),使空气与燃油充分混合,最终使燃烧充分,达到能量充分转化的目的。这种思想有一定的合理性,而且也是可行的。从能量守恒定律来看,燃油本身的能量通过燃烧转换成热能,热能通过推动发动机的活塞运动,再转化成动能,其间除了少量合理的物理摩擦损耗和尾气排放的热能损耗,其余的能量应该是可以充分转化的。     

TJ376Q二气门汽油机准均质稀混合气燃烧实验研究

本文对夏利TJ376Q汽油机进气系统进行了改造，大大提高了涡流和滚流比，强化空气运动的结果有利于组织燃料在缸内的浓度分布，从而为在二气门汽油机上实现稀燃烧打下基础；原发动机油器式供油系统被改为电控气道内燃油喷射系统。在此基础上，采用了两次燃油喷射技术。通过对这两次喷油时刻、喷油量的分别调节，在缸内形成精细分层的混合气即所谓准均质混合气，从而优化了油耗和排放指标，成功地在产品二气门汽油机上实现了稀薄燃烧。     

富氧燃烧发动机缸内过程试验研究

提出汽油发动机富氧燃烧技术,在单缸化油器式汽油机上进行富氧燃烧试验。利用燃烧分析仪对相同负荷状态下不同氧气浓度富氧燃烧时发动机的燃烧特性进行分析。当进入气缸助燃的空气中氧气浓度增加到24%时,气缸的最大压力升高15%,最大压力发生时刻提前,燃油放热增加,开始放热时刻提前,燃烧过程的循环变动量降低,燃烧稳定性提高。同时利用尾气分析仪对怠速状态下不同氧气浓度富氧燃烧发动机的尾气进行监测,检查发动机排放的变化。试验结果表明,富氧燃烧发动机尾气中HC和CO浓度大大降低,NOX浓度升高。     

空气滤清器的维护

空气滤清器是发动机的“鼻腔”，发动机每燃烧1L燃油大约需要通过空气滤清器吸入9000L空气。空气滤清器对于防止空气中的杂质进入气缸起关键性作用，据对载货汽车拆除空气滤清器进行试验，发动机气缸的磨损量增加8倍，活塞磨损量增加3倍，活塞环磨损量增加9倍。欧洲有人做过试验，一辆输出功率为180kW的公共汽车，在3万km的行驶里程中，     

465汽油机进气道流动特性的试验研究

在稳流气道试验台上,研究了465汽油机的缸内气流运动。利用Ricardo评价方法评价了该汽油机的流动性能、涡流和滚流能力。改变进气压差的测量结果表明,在保证充分的湍流条件下,可以采用变压差试验方法。试验结果表明,465汽油机的涡流较弱,滚流较强。较强的滚流有助于增大压缩末期的湍流强度,实现稀薄燃烧。     

如何提高柴油机的功率

发动机是依靠进入气缸内的燃油与空气混合后燃烧发出功率的，两者只有合理调配，燃烧完全，才能使发动机达到功率大而燃油省的目的。燃油的输入量是可以控制的，关键是空气。一般发动机依靠自然吸气将空气吸入气缸，但由于受进气系统阻力的影响，吸入的空气量仅占气缸容积的70％—80％，     

稀薄燃烧技术在摩托车上的应用

1 稀薄燃烧技术的理论分析 稀薄燃烧是20世纪80年代后期,首先在美国被提出的一项关于发动机燃烧技术的理论。其基本思想是通过提高燃油发动机的空燃比(尽量增加空气的比例),使空气与燃油充分混合,最终使燃烧充分,达到能量充分转化的目的。这种思想有一定的合理性,     

稀燃汽油机二次喷油电控系统开发

根据发动机稀薄燃烧的要求,采用16位单片机MC9S12XDP512微控制器,利用其增强型输入捕捉输出比较定时器,自主开发出电控系统。采用稀燃、快燃(滚流)、推迟点火和二次喷油的可控燃烧方案,改变二次喷油比例和二次喷油时刻等参数,实现二次喷油过程的优化,在气流运动的作用下,实现了发动机稀薄燃烧复杂时序控制,明显改善燃烧过程。在稀薄燃烧发动机典型工况下,空燃比越大,二次喷油比例对燃油经济性的改善越明显。     

Optimization of intake port design for SI engine

It is well known that in-cylinder flow is very important factor for the performance of SI engine. An appropriate in-cylinder flow pattern can enhance the turbulence intensity at spark time, therefore increasing the stability of combustion, reducing emission and improving fuel economy. In this paper, the effect of intake port design on in-cylinder flow is studied. It is found a vortex existed at the upper side of intake port of a production SI engine used in the study, during the intake stroke, which will reduce both tumble ratio and volumetric efficiency. A minor modification on intake port is made to eliminate the vortex and increase tumble ratio while keeping volumetric efficiency at the same level. It is demonstrated that the increase in tumble in the new design results in a 20 per cent increase in the fuel vaporization. In this study, both KIVA and STAR-CD are used to simulate the engine cold flow, as well as ICEM CFD and es-ice used as pre-processor respectively due to the complexity of engine geometry. Simulation results from KIVA and STAR-CD are compared and analyzed.     

车用汽油机稀薄燃烧的实现及排放特征分析

研究了车用465汽油机稀薄燃烧的实现与机内净化策略,借助于缸内存在的滚流运动,采用适当的气道内喷射方式,实现了均质稀薄燃烧,不同负荷时的稀燃极限可达21~22,分析了汽油机稀燃排放的特征,NOx排放先升高后降低,HC和CO排放明显降低,合理控制稀燃空燃比,可降低NOx排放。     

进气道滚流比对发动机充气模型精度影响的试验研究

进气道结构是决定发动机缸内气体滚流强度的主要因素。针对一款直列四缸1.2 L增压直喷、DVVT汽油机,通过试验的方法,研究了发动机不同转速、负荷工况下,进气道滚流比参数对发动机进气状态和燃烧过程的影响,并对比了不同滚流比情况下的汽油机充气模型精度。研究结果表明,进气道滚流比对发动机的进气状态有显著影响。针对相同的ECU标定数据,滚流比的改变会造成充气模型精度较为明显的偏差。     

基于EGR分层的直喷汽油机进气道结构优化研究

为了实现废气围绕在可燃混合气周围,并且废气较浓区域集中于燃烧室底部的EGR分层形式,基于1台缸内直喷汽油机,利用CFD仿真软件Fire针对原机切向气道结构以及切向气道与螺旋气道相结合的气道形式进行了仿真,探究其实现预期EGR分层的潜力,并从缸内进气流场角度分析EGR分层机理。结果表明:原机切向气道由于滚流在压缩冲程中被大幅削弱,不能形成研究预期的EGR分层形式;采用切向气道与螺旋气道相结合的进气道结构形式可以使滚流在压缩冲程中具有较好的保持性,并结合EGR相位调整,实现了约10%的EGR分层梯度,EGR分层形式符合研究预期。     

Effects of valve timing and intake flow motion control on combustion and time-resolved HC & NOx formation characteristics

In SI engines, valve events have a major influence on volumetric efficiency, fuel economy and exhaust emissions. Moreover, swirl and tumble motions in the intake charge also improve combustion speed and quality by stratifying the mixture as well as intensifying the mixing rate of air and fuel. This paper investigates the behaviors of an engine and the combustion phenomenon for various intake valve timings and intake charge motions using CVVT system and port masking schemes. Test condition includes a part load and a cold idle condition inclusive of a cold start of the engine. Time-resolved HC and NOx emissions were also measured at an exhaust port to examine their formation mechanisms and behaviors with fast response HC/NOx analyzers. In conclusion, the fast burning of fuel and improved combustion quality by enhanced charge motions reduced unburned HC emissions, and advancing the intake valve opening reduced HC as well as NOx. Furthermore, HCs during the cold transient phase and idle conditions decreased with recalibrated start parameters such as lean air-fuel ratio and spark retardation via the enhancement of intake charge motions.     

低比例甲醇汽油发动机排放建模与预测

在1台进气道多点电喷EQ491i汽油机上,采用AVL傅里叶变换红外光谱多组分分析仪SESAM-FTIR测量了燃用低比例甲醇汽油的排放成分。使用发动机循环模拟软件Boost耦合化学动力学软件Chemkin,建立了甲醇汽油发动机循环计算模型并用试验结果进行标定,模拟了甲醇汽油发动机中的常规排放NOx和非常规排放甲醛的生成情况。模拟结果表明,在相同工况条件下,随着甲醇比例的增大,甲醛排放基本呈线性增长。发动机负荷对甲醛排放影响不大,NOx排放主要受空燃比和燃烧温度影响。     

双气门汽油机进气道气体运动特性

通过模拟计算可以在较短的时间内获得关于气缸内气体流动的详细信息,为进一步分析气道内流场及各种参数提供参考,降低新产品开发和试验周期。文章利用Fluent软件对二气门汽油机进气道的气流运动进行了三维数值模拟计算和试验分析,结果表明发动机缸内的滚流很弱,在进气门下方形成一个＂混合死角＂,不利于油气的混合,流量系数的模拟值与试验结果较接近。指出CFD技术在发动机气道气体流动的模拟中具有较高精度,可为分析气道内流场的分布及气道的改进提供可靠依据。     

换气与压缩过程对汽油机燃烧特性的影响研究

针对增压气道喷射汽油机进行了发动机换气与压缩过程对燃烧特性的影响研究,对比了两种状态下的气门升程与配气正时,基于发动机试验台架测试数据,重点分析了发动机动力性、经济性和燃烧特性。试验数据表明了配气相位的改变对燃烧有较大的影响,可使燃烧效率大幅度提高,爆震倾向减小。同时基于AVL-fire软件进行发动机进气与压缩过程三维CFD分析,分析结果表明:对燃烧特性的影响不能仅靠瞬态滚流比和缸内平均湍动能进行判断,真正影响燃烧的是火花塞附近湍动能的变化,即发动机换气与压缩过程对燃烧特性的影响来自压缩上止点火花塞附近的湍动能。