掺氢比对低热值气体发动机燃烧性能的影响

基于台架试验开展了发动机燃用2种典型低热值气体燃料(煤层气、沼气)掺混氢气燃烧性能的试验研究,分析了掺氢比对发动机燃烧特性参数的影响和对低热值气体发动机燃烧稳定性的影响。结果表明:低热值气体掺混氢气后,改善了低热值气体发动机的燃烧性能,最大缸压值上升,其对应的曲轴转角前移,燃料燃烧的火焰发展期大幅降低;随着掺氢比的增加,发动机平均指示压力更加集中分布在均值附近,且掺氢比越高,效果越明显。     

车用增压直喷汽油机燃烧噪声试验研究

利用倒拖法对某车用涡轮增压缸内直喷汽油机空载加速和半载加速工况进行了燃烧噪声试验研究。联合发动机缸内燃气压力测试结果,通过分析气体动力载荷对其燃烧噪声的影响,进一步探讨燃烧噪声产生的根本原因。试验结果表明,在中低转速时,燃烧噪声随着发动机负荷的增加而增加,同时燃烧噪声对整机总声功率的贡献值也在随之增加。在较高转速时,燃烧噪声对整机总声功率的贡献值随着发动机负荷的增加变化不显著。就半载加速和空载加速工况时燃烧噪声的平均贡献值来看,空载加速时燃烧噪声对整机噪声的平均贡献值为22.2%,明显小于半载加速时的43.6%。随着发动机转速的提高,最大气缸压力及最大压力升高率总体变化趋势和燃烧噪声变化趋势一致,同时加速时最大气缸压力变化对燃烧噪声的影响更明显。     

汽车间歇性抖动机理及评价方法讨论

文章讨论了车辆出现间歇性抖动现象、命名,间歇性抖动表现的频率是动力总成悬置悬置的刚体模态频率,而不是转速的半阶次或燃烧的半阶次。分析了间歇性抖动的机理、主要的传递路径,如果发动机燃烧标定控制异常或开发过程中未关注燃烧稳定性会导致发动机出现失火现象,包括燃烧不良或多缸失火现象,这是间歇性抖动的根本原因。最后讨论了对燃烧稳定性影响较大的喷油控制、进气控制、点火控制等标定参数,给出了常用的燃烧稳定性指标及推荐限值。讨论了整车间隙性抖动的评价方法,包括飞轮端角加速度、座椅振动峰值系数和振动计量值等参数。最后结合某1.5 T发动机匹配整车出现的间歇性抖动问题,调查发现该发动机喷油控制中的EOIT角度控制对燃烧影响较大,原始标定数据的燃烧稳定性参数均低于推荐限值,EOIT由上止点前65度优化为上止点前85度,燃烧稳定性参数满足燃烧稳定性限值,异常频段振动幅值由10 mg降低到2.5 mg,降幅达到75%,解决了车内间歇性振动问题且整车排放满足排放法规要求。     

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。     

耐久试验对发动机扭振的影响研究

发动机曲轴扭振是影响整车舒适性的一个重要方面。其中,扭转振动大小的影响因素有很多,发动机的缸数和冲程、发动机的负荷、缸内的燃烧,发动机零部件的形状和质量都会对扭振产生影响。情况表明,发动机经过耐久试验后使扭振角度幅值增大。经分析,曲轴皮带轮、张紧器,正时皮带和皮带轮V带是耐久后影响扭振角度的主要因素。     

DISI甲醇发动机分层稀薄燃烧试验研究

研究了直喷火花塞点燃式（DISI）甲醇发动机1600 r／min和1200 r／min转速下整个负荷工况内分层稀薄燃烧对性能、燃烧及排放的影响。结果表明：DISI甲醇发动机在整个负荷工况内的一系列特征与柴油机和汽油机有很大不同,缸内混合气分层质量及燃油缸内空间分布对不同转速下的燃烧特性有显著影响;1200 r／min时热效率大、运转稳定,燃烧前期缸压和放热率优于1600 r／min时;大负荷时DISI甲醇发动机分层稀薄燃烧的经济性和排放性都比较好,但小负荷时的经济性和排放性较差,有待改善。     

高压共轨双燃料发动机燃烧循环变动试验研究

对双燃料发动机在不同掺烧控制系数下的燃烧变动进行了试验研究。在中等负荷和大负荷下分别调整不同掺烧控制系数改变燃烧特性,对燃料发动机的缸压进行了测量,对比分析了双燃料与纯柴油模式下最大缸压值、Im Epn、燃烧起始角及燃烧持续期、放热率等燃烧性能循环变动的影响。测试数据的分析表明,中等负荷时需要优化选择掺烧的天然气量,以保证发动机性能的稳定;大负荷时可选择较大天然气掺烧量以提高燃油经济性。     

柴油机结构振动和辐射噪声特性研究

集多体动力学方法、有限元方法、声学边界元方法于一体,对某柴油机结构振动和结构辐射噪声特性系统地开展了数值预测和分析工作。通过模态试验数据修正了发动机各部件及组合结构有限元模型,确保了有限元模型的合理性。由计算所得发动机结构表面的振动速度值和试验值变化趋势一致,在部分频率段吻合较好。基于表面振动速度法通过Matlab编程获得了各部件的声功率级及其排序,能够有效地指导低噪声设计工作。通过有限元和边界元方法分别对不同激励工况下发动机结构振动响应和声学响应进行了预测,通过分析可知,在低频段范围内活塞激励和燃烧激励相对阀系激励对整机辐射噪声的影响大,高频段辐射噪声主要集中在1 700Hz左右频段,其中,阀系激励对该频段范围内辐射噪声的影响较大。     

稀薄燃烧电控LPG发动机的试验研究

通过试验分析了发动机转速、负荷、压缩比、点火提前角以及火花塞间隙对稀薄燃烧的影响,优化了稀薄技术条件下压缩比、点火提前角等参数。试验表明,稀燃技术使电控LPG发动机经济性、排放性和动力性优于原LPG发动机,排放性和经济性远好于汽油机,动力性接近汽油机。     

过量空气系数对天然气发动机燃烧及排放的影响

研究了过量空气系数(λ)对天然气发动机燃烧及排放的影响。研究结果表明,当λ>1.2时,随着其不断加大,滞燃期和主燃期变长,放热率降低,NOx排放减少,CO和HC排放增多,发动机的热效率降低,比气耗加大;稀薄燃烧天然气发动机的各个工况都存在最佳的过量空气系数值,在该值下,发动机的NOx、CO和HC排放及比气耗都较低,排气温度很低,发动机经济性和可靠性最佳。     

乙醇SI/HCCI燃烧模式平稳转换控制策略研究

如何将均质压燃(HCCI)应用到实际发动机上是当前HCCI研究的热点之一,采用HCCI/SI复合燃烧模式是潜力巨大的出路之一。当发动机采用这种复合燃烧模式时,HCCI只能在一定范围内运行的特点决定了发动机在HCCI和SI两种燃烧模式边界工况发生负荷变化时,需要进行两种燃烧模式的相互转换。实现两种燃烧模式的平稳转换需要对转换过程中影响转换平顺性的因素进行分析,综合控制。通过分析试验所得数据,本研究基于主节气门运动规律、点火提前角和供油规律3个主要影响因素提出了主动、协同的控制策略,实现了两种燃烧模式的平稳转换。     

液化石油气／柴油双燃料发动机放热规律分析

利用CB366燃烧分析仪测录的液化石油气（LPG）／柴油双燃料发动机和原柴油机示功图，比较了LPG／柴油双燃料发动机和原柴油机的燃烧特性及负荷对二者的影响，分析了供油提前角、掺烧比两因素对最高燃烧压力、燃烧放热率、着火开始时刻等双燃料发动机燃烧特性的影响，得出了有关双燃料发动机燃烧特性的结论。     

点火提前角对混合动力发动机起动工况HC排放的影响

分析了点火提前角的控制原理,通过试验研究了起动过程中不同冷却水温度下混合动力发动机点火提前角的修正对HC排放、催化剂起燃特性以及转化效率的影响规律,并对基于催化剂起燃特性的点火提前角修正值进行了重新标定。为混合动力发动机的控制和整车控制策略的制定奠定了基础。     

汽油发动机爆燃的危害及控制

爆燃是指发动机工作时一种不正常的工作现象。发动机工作时，当燃烧末端的可燃混合气，在正常火焰前锋到达之前，由于受高温、高压的影响，生成大量的性质极不稳定的过氧化物而自燃，形成爆炸性燃烧。此时，混合气的燃烧速度往往比正常值高达几十倍甚至上百倍，其燃烧压力、温度都将瞬时、局部地增加，这种状态的燃烧，称为汽车发动机的爆燃。     

预燃室催化燃烧对HCCI发动机燃烧特性的影响

对预燃室壁涂有催化剂的均质压燃(HCCI)发动机的燃烧过程进行了数值计算,分析了催化燃烧对HCCI发动机燃烧特性的影响;同时分析了预燃室内催化剂种类、过量空气系数、进气温度、进气速度、缸径以及预燃室壁温对HCCI发动机燃烧特性的影响。结果表明,预燃室存在催化燃烧时对HCCI发动机的着火时刻有很大的影响:随着过量空气系数及预燃室进气速度的增加,HCCI发动机的着火时刻提前;催化剂种类、预燃室缸径以及预燃室壁温对HCCI发动机着火时刻影响不显著,但对缸内燃烧温度影响显著。     

汽油发动机爆燃的危害及控制

爆燃是指发动机工作时一种不正常的工作现象。发动机工作时,当燃烧室末端的可燃混合气,在正常火焰前锋到达之前,由于受高温、高压的影响,生成大量的性质极不稳定的过氧化物而自燃,形成爆炸性燃烧。此时,混合气的燃烧速度往往比正常值高达几十倍,甚至上百倍。其燃烧压力、温度都将瞬时、局部地增加。这种状态的燃烧,称为汽车发动机的爆燃。 产生爆燃的原因,除了发动机的结构外,使用中主要有:发动机的大负荷低转速、点火提前角过大、混合气浓     

高原环境柴油机准维燃烧模型参数优化研究

以准维油滴蒸发模型为基础,建立高原环境柴油机工作过程模型.采用正交试验设计获得燃烧模型关键参数输入样本,以发动机功率、涡前排气温度和最大爆发压力作为目标参数进行模拟.对模拟结果进行回归分析,得出高原环境发动机动力性、热负荷和机械负荷对燃烧模型各参数及其交互作用的灵敏度;基于回归数据建立响应面,并利用改进型非劣分层遗传算法(NSGA-Ⅱ)对燃烧模型参数进行全局寻优,确定高原环境柴油机燃烧模型参数.环境模拟台架试验结果表明:采用优化的燃烧模型计算柴油机外特性,目标参数计算值与试验值最大误差不超过5％.     

稀燃CNG发动机燃烧稳定性的数值模拟研究

利用三维燃烧模型对稀燃CNG发动机的燃烧过程进行数值模拟,研究在引入过量空气系数的循环变动情况下,发动机转速对稀燃CNG发动机燃烧循环变动程度的影响。通过对比计算和试验结果,验证了模型的可靠性,并且分析了燃烧过程中不同时刻下的缸内温度分布情况。根据多个循环的计算结果,定量分析了发动机转速对燃烧循环变动的影响,转速的提高将使燃烧循环变动减弱。计算还得出,转速的改变对燃烧循环变动的影响程度大于对燃烧峰值压力均值的影响。     

富氮进气对发动机NO_x排放及性能的影响

通过变进气组分,研究富氮进气对发动机NOx排放和性能的影响。结果表明,富氮进气组分对发动机动力性、燃油经济性和排放性能有显著影响:燃烧受到抑制,燃烧温度降低,NOx排放显著减少。但富氮进气将不同程度地导致发动机功率下降,比油耗升高,HC和CO排放增加。在低富氮程度下,NOx排放可显著降低,而其它的不利影响较小。另外,富氮界限较窄,超出界限将对燃烧产生明显的不利影响,因此富氮组分界限的合理确定和协同优化控制极其重要。     

高轨压燃烧系统对车用柴油机性能及排放的影响研究

为降低柴油机的排放,满足当前国六排放法规要求,分析了更高轨压燃烧系统对发动机性能和排放的影响。在同一台发动机上进行了台架对比试验,基于试验结果分析了高轨压燃烧系统匹配不同的气道方案、燃烧室方案对发动机燃油经济性、排放特性的影响。结果表明,高轨压燃烧系统能够使发动机中、高负荷区域碳烟排放降低约20%,小涡流比大流量系数的气道、扁平化燃烧室结构方案能够使发动机性能更佳。相对于原燃烧系统,高轨压燃烧系统WHSC测试循环碳烟排放降低了约60%,发动机排放明显降低。