基于NVO策略的CAI工质分层特性的模拟研究

应用通用流体计算软件STAR-CD建立了可控自燃(CAI)发动机模型,重点分析了负气门重叠(NVO)策略10°CA BTDC时工质的分层特性。研究了不同配气定时以及不同气门升程工质分层程度的变化规律以及影响因素,对自燃着火区域进行了统计分析。计算结果表明:随着进气门开启(IVO)时刻的逐渐推迟,工质分层程度增强,自燃着火区域体积变大;随着气门升程的逐渐变大,工质分层程度增强,自燃着火区域体积变大;工质分层程度主要受进气门关闭(IVC)时刻总湍流动能值的影响。总湍流动能值越大,混合越剧烈,压缩末期工质均匀性增强,分层程度减弱;压缩末期自燃着火区域体积的变化趋势与工质分层程度的变化趋势相同。     

柴油机可变气门机构试验平台控制系统的设计

针对某船用柴油机可变气门机构试验平台设计了试验平台电子控制系统,具体设计分为控制单元、上位机、传感器和执行器四部分。根据系统需求选取了适合的传感器和执行器,并设计开发了电子控制系统的硬件电路及控制方法。结果表明:电子控制系统能够接收传感器信号,精确输出控制信号驱动电磁阀改变气门正时和升程,使得在凸轮额定转速186~425r/min范围内,气门关闭正时可变范围达到0°~70°曲轴转角,最大附加升程达到5mm;在凸轮最大转速550r/min下,附加升程亦能达到5mm,满足了试验要求。     

An Experimental Study on the Effects of Exhaust Valve Timing on the Cold Start and Its Emission Performance of Gasoline Engine

通过对一台可变排气正时的汽油机进行试验,研究了不同排气门关闭正时对汽油机冷起动及其排放性能的影响.试验结果表明,通过提前排气门关闭时刻,改变气门重叠角,适当增大缸内残余废气量,可以显著改善汽油机冷起动燃烧性能,缩短起动时间.适当提前排气关闭时刻,也有利于降低冷起动过程的HC和CO排放.     

凸轮驱动式液压可变气门机构设计及运动特性

降低汽油机部分负荷泵气损失需要灵活的可变气门机构,凸轮驱动式液压可变气门具有较好的应用前景,但依然面临压力波动和气门落座速度难以控制等问题。本文中通过调节节流阀开度使0～4 800 r·min~(-1)的气门升程在0～8.2 mm范围内连续可变,仿真探究了活塞直径对压力波动和节流孔径对气门落座速度的影响,并据此确定了活塞直径和节流孔径,试验研究了液压油温度对气门运动特性和气门落座速度的影响规律。研究发现:适当增大活塞直径能降低系统工作压力并减小压缩波峰值,有利于降低压力波动,最终选取挺柱和气门活塞直径分别为17和14.5 mm,小于1.6 mm的节流孔径可使4 000 r·min~(-1)时的气门落座速度小于0.5 m·s~(-1)。转速不变,气门最大升程随节流阀开度的增大而逐渐降低;相同节流阀开度,转速越高气门最大升程越大,节流阀开度越大,不同转速时的最大升程差异也更大。节流阀全关,液压油温度对升程的影响很小;相同节流阀开度,随液压油温度升高,气门腔压力和气门最大升程逐渐降低。气门落座速度对液压油温度不敏感,不同温度的气门落座速度方差仅为4.9%。     

雅阁VTEC可变气门正时和升程电子控制系统的检修

本田汽车公司80年代推出的VTEC(Variable Valve Timing ＆ Valve LiftElectronic Control)可变气门正时和升程电子控制系统,可使发动机在高速时,改变气门正时和升程,并由ECM电控组件控制,同时也可改变高速时进排气门开启的“重叠时间”,使发动机在高速范围时输出更大的功率。     

减压气门运行参数对燃烧制动的性能影响

利用GT-POWER软件建立某型号天然气发动机模型,研究减压气门的运行参数(减压气门相位、气门升程以及气门包角)在单因素和多因素条件下对发动机燃烧制动性能的影响。结果表明,点火时刻为上止点前130°时,在上止点前40°前燃烧基本结束;随着气门包角的增加,制动扭矩不断增加;减压气门升程越大,制动扭矩峰值越大,但是减压气门的最大升程受压缩间隙的限制。     

排气门间隙过大影响摩托车启动性能

有些维修人员认为气门间隙偏大对车辆的启动性能没有多大影响。这种想法是完全错误的。气门间隙的大小不仅直接影响车辆启动性能,而且还影响车辆的提速、油耗及尾气排放。下面只针对排气门间隙过大对车辆启动性能的影响阐述一下我的个人观点。 排气门间隙过大就会使排气门的升程相对减小,同时会使排气门晚开、早关。排气的气流截面减小,排气时间减少,造成排气不净,进气不充分,车辆启动困难。     

两段式可变升程技术对发动机性能影响研究

研究了两段式可变气门升程技术的基本原理、应用现状,建立GT-Power发动机仿真模型进行性能模拟,分析大、小气门升程下发动机泵气损失、燃烧改善及其与EGR配合使用等对于发动机燃油经济性的影响,并对连续式气门升程技术的工程应用提出了展望.     

双VCT结合可变进气管对CA6GV发动机性能的影响

以采用双VCT和可变进气管的V6气道喷射发动机为研究对象,阐述了不同的VCT和可变进气管对发动机充气、燃烧、油耗和排放等性能的影响.结果表明,恰当的进排气VCT开度组合辅以不同的进气管容积腔状态可以有效改善发动机充气效率和降低排放:不同的进/排气门开启时刻、气门重叠角以及进气管容积腔大小对放热规目的影响不大:恰当地控制进/排气门开启时刻和气门重叠角,再结合点火提前角的优化有助于改善油耗.     

气门重叠角对GDI发动机性能和微粒排放的影响

本文中研究了可变进气正时(IVT)、可变排气正时(EVT)和可变进排气正时策略(IEVT)形成的气门重叠角对缸内直喷汽油机燃烧和微粒排放的影响。研究发现在小负荷下3种正时策略中正气门重叠角的增加均会导致缸内残余废气量增加，滞燃期和燃烧持续期推迟和延长，油耗和HC排放均先减小后增加，NO_x排放减小。在相同气门重叠角下，EVT的残余废气量最多，IVT对泵气损失改善最大达15.6%。相比IVT和EVT,IEVT在60°CA的重叠角仍稳定燃烧且减少了传热损失和排气损失，油耗可降低8.67%,NO_x减少了96.57%，微粒总数减少了89.43%。     

基于负阀重叠EGR策略的HCNG发动机仿真

为降低HCNG发动机NOx排放,采用负阀重叠EGR策略,利用AVL-Fire软件对HCNG发动机不同进气门开启角(θIVO)下的进气过程和燃烧过程进行了三维仿真计算,对比分析了采用负阀重叠前后发动机缸内EGR分布和燃烧过程。仿真结果表明:负阀重叠EGR策略下,排气门关闭角(θEVC)固定为340°曲轴转角不变,当θIVO为380°曲轴转角时,既可避免发生回火又能保证一定的进气量及充气效率;采用负阀重叠后,在压缩冲程后期,缸内EGR率呈梯度分布(靠近火花塞位置EGR率较低),更有利于着火及火焰传播;采用负阀重叠可降低缸内最高燃烧压力及最高温度,但会减少进入气缸的新鲜工质,降低发动机功率;通过负阀重叠实现内部EGR可降低NOx排放,但会导致着火困难,燃烧速度变慢;提高点火能量可缩短着火落后期和燃烧持续期,加快燃烧速度。     

某高速汽油机改LNG发动机动力性下降问题研究

针对直接将汽油机改为LNG发动机导致的动力性下降问题,通过GT-Power与试验标定相结合的方法,提出了一种基于单因素法的高速LNG发动机配气相位优化方法:在降低泵气损失、减少缸内废气、提高充气效率的前提下,减小气门重叠角;针对优化后的配气相位,优化设计凸轮型线;同时根据LNG燃烧特性,在控制最高燃烧温度和压力的前提下,适当将点火提前角增大,合理组织燃烧,使燃烧更加及时完全,从而提高燃烧效率。结果表明,优化后的凸轮型线满足配气机构运动学动力学要求,高速LNG发动机最大功率较之优化前提高约7.9%,最低燃料消耗率降低约5.8%,此方法可以在一定程度上解决LNG发动机的动力性下降问题。     

进气参数对HCCI汽油机缸内残余废气分布的影响

在采用全可变气门机构的汽油HCCI试验机上,固定排气门升程和相位,选取了4组不同的进气门升程与相位组合,并应用Simpack软件对气体流动进行计算,同时还引入了残余废气的空间分布率和不均匀度的概念,分析了进气门相位和升程对缸内残余废气分布的影响。结果表明:改变进气门的开启定时和升程会对缸内残余废气的分布造成一定的影响,进气门开启定时对缸内残余废气不均匀度的影响比进气门开启升程对其的影响要大;进气门开启时刻越早,上止点附近残余废气不均匀度越小。     

稀薄燃烧发动机改型设计及正时策略优化

基于某高速汽油机,对燃烧室结构、燃油喷射特性、凸轮型线改型设计为稀薄燃烧发动机。提出利用响应面模型对正时策略进行分析和优化的研究方法,并建立利用响应面进行多目标优化计算的流程。以提高有效功率和降低有效燃油消耗率为优化目标,以点火正时、空燃比和进排气正时为设计变量,建立了发动机性能与响应面耦合优化模型。分析与试验结果表明:较标准混合比燃烧时,稀薄燃烧发动机的进排气提前角减小,点火正时提前,最低燃油消耗率下降3.9%,最大功率提升9.7%;同时利用响应面优化方法提高了优化效率。     

车用汽油机可变气门定时技术作用机理及应用策略

在分析调节配气定时参数降低燃油消耗及减少排放机理的基础上,对比了进气门定时单独连续可变,排气门定时单独连续可变,进排气门定时联动连续可变及进排气门定时独立连续可变4种可变气门定时技术对汽油机性能的影响,并给出了其在汽油机上的应用策略.最后,使用这种策略对配有进排气门定时独立连续可变技术的汽油机进行了气门定时优化试验,并...     

浅析摩托车CG发动机双凸轮的应用

基于原凸轮轴下置式配气机构,把原单凸轮分开为进、排气双凸轮。采用现有的CB机型气门升程曲线重新设计CG机型进、排气凸轮和气门配气相位,并对新设计凸轮进行了运动学和动力学计算分析,保证新设计的双凸轮配气机构具有良好的可靠性。     

可变气门升程与正时对直喷汽油机缸内流动特性的影响

利用CFD三维数值模拟软件模拟了1台缸内直喷汽油机的进气及压缩过程,分析比较了不同最大气门升程及进气正时下缸内流场的变化规律。结果表明:减小最大气门升程可以使进气行程中缸内气体的速度及湍动能显著增加,但在压缩末期的滚流比要略小;在小气门升程下,进气门早开或者晚开都会使得进气过程的湍动能显著增加,在距上止点5mm,10 mm,15 mm的3个横截面上,早开和晚开进气门会使最大平均湍动能分别增加28.29%和43.47%,20.7%和40.81%,23.07%和49.58%,但在压缩后期间,进气门早开或者晚开时对缸内的平均湍动能影响不大;在小气门升程下,进气门的开启时间对压缩末期湍动能的分布有较大的影响,早开或者晚开进气门会使缸内的湍动能趋于一致。     

VVL耦合喷油策略对GDI汽油机混合气形成的影响

利用三维仿真软件Ansys Fluent建立了GDI汽油机的仿真计算模型,就变气门升程耦合不同喷油策略对缸内气流运动和混合气形成的影响进行了模拟计算。结果表明,与大气门升程工况相比,小气门升程工况的缸内湍流运动强度、燃油蒸发和湿壁情况以及点火时刻混合气质量都明显改善;在小气门升程工况,采用两段喷油会缩短油气混合时间,过度推迟二次喷油时刻会恶化混合气质量和燃油湿壁情况;在大气门升程工况,两段喷油会改善混合气均匀性,随着二次喷油时刻推迟,燃油蒸发量增加,湿壁情况加剧,混合气质量得到改善;小气门升程工况下采用二次喷油时刻为470°曲轴转角,前后两次喷油量比例为7∶3的两段喷油方案在燃油蒸发和湿壁以及点火时刻缸内混合气质量这几个方面的效果都很好,是最合理的方案。