有效压缩比及再循环废气对直喷汽油机燃油消耗的影响

针对一款2.0 L自然吸气缸内直喷汽油机,通过调整配气相位,试验研究了有效压缩比和外部EGR对发动机燃油消耗的影响.研究结果表明:有效压缩比对燃油消耗率影响显著,降低有效压缩比,能够抑制爆震,改善燃油消耗.试验所选工况范围内,低有效压缩比相对高有效压缩比方案燃油消耗率降低2.7％,热效率提升1个百分点,但低有效压缩比情况下,由于进气持续时间过长,活塞达到下止点后缸内工质的推出量过大,对整体性能的影响较为显著.通过引入外部EGR可改善燃烧过程,燃烧重心有所提前,EGR率达到21％时,燃油消耗率降低约6.8％.EGR率过大会导致燃烧放热过程变缓,滞燃期和燃烧持续期显著延长,同时过高的EGR温度会加剧爆震,导致燃油消耗率恶化.     

汽油机喷油器光学油盘测试方法研究

在定容弹喷雾试验台上,利用平面激光诱导荧光原理搭建了光学油盘测试研究平台,试验研究了PFI及GDI汽油机喷油器的喷雾油束角度及落点特性,分析了喷雾记录时间段、时间间隔和喷孔数量对测试结果的影响规律。研究结果表明,光学油盘法对不同孔数的PFI喷油器和GDI喷油器都适用,其结果具有普适性。该方法测试数据与传统油盘法数据相近,结果具有较高的分辨率,且比油盘法测试结果更加直观。     

一款1.5L缸内直喷汽油机的燃烧系统设计

基于进气道三维流场测试装置、定容弹喷雾试验台和光学单缸机测试系统组成的缸内直喷汽油机燃烧系统可视化开发平台,开发设计了满足设计要求的高性能进气道,并匹配了缸盖燃烧室和活塞,有助于缸内混合气的形成,提高燃烧速率;综合考虑排放与机油稀释量的基础上,优化设计了喷雾靶点。对所设计的燃烧系统进行了光学单缸机试验和热力学多缸机试验验证。结果表明,进气道和燃烧室组织引导的气流在缸内形成高滚流,对喷雾油束有强烈的弯卷作用,极大促进了均质混合气的形成,并减小喷雾碰壁的风险;喷雾靶点的合理设计有效避免喷雾油束与壁面的碰撞,减少了机油稀释率和起燃工况HC排放;所设计的燃烧系统搭载1.5TGDI发动机实现了80kW/L、最大扭矩250N·m、排放较低的性能指标。     

发动机缸盖螺栓断裂失效分析

为确定某发动机缸盖上使用的SCM435螺栓的断裂原因.对该螺栓进行了断口宏观分析、SEM电镜分析、化学成分分析、金相组织检查及力学性能测试.分析结果表明,螺栓材质化学成分不符合相关要求及螺纹表面存在微裂纹是该螺柃断裂的主要原因.针对该螺栓断裂原因提出了相应改进措施.     

可变进气凸轮对增压直喷汽油机经济性的影响

在1台直喷增压汽油机上应用可变进气凸轮技术,研究了不同凸轮型线对发动机部分负荷工况经济性的影响.研究所用的可变凸轮由长行程凸轮和短行程凸轮组成,长、短行程凸轮切换通过电磁阀控制实现.研究结果表明,短行程凸轮通过进气门早关实现米勒循环,进气压力提升后有利于降低泵气损失和缸内残余废气系数.短行程凸轮应用在不同负荷下降低燃油消耗率1.9％～3.4％,不同工况下节油机理不尽相同.对于非爆震限制工况,如平均有效压力为0.5 MPa工况,短行程凸轮应用导致燃烧持续期延长,而油耗降低的主要影响因素为未燃损失下降和机械损失降低;对于爆震限制工况,如平均有效压力为0.8～1.7 MPa工况,短行程凸轮应用明显改善燃烧相位,油耗降低的主要影响因素是燃烧定容度增加导致的指示热效率提高.     

喷油策略对发动机喷雾及燃烧的可视化研究

在一台侧置多孔喷油器的单缸光学发动机上通过时序控制单元控制喷油时刻,研究喷油策略对缸内喷雾发展过程及燃烧特性的影响。研究结果表明,喷油时刻过早,油束会撞击活塞顶面形成油膜,产生扩散燃烧火焰,增加碳烟排放,且会减小燃烧速率,增加燃烧不稳定性;喷油过晚,缸内滚流变弱,缸内油气混合不均匀,局部过浓区域会产生扩散燃烧火焰,增加燃烧不稳定性。     

喷油控制参数对中置喷油器GDI发动机喷雾及燃烧的影响

针对匹配中置高压喷油器的直喷汽油光学发动机,试验研究了不同喷油时刻及喷油压力下的缸内燃烧及喷雾发展特性,分析了燃油喷射控制参数对直喷汽油机缸内喷雾及燃烧的影响规律。研究结果表明:随第三段喷油时刻(θ_(SOI3))提前,燃烧持续期与滞燃期均先减小后增大,燃烧特征参数均在θ_(SOI3)=120°BTDC时存在明显拐点,此时平均指示压力(p_(mi))的循环变动系数C_(OVpmi)相对较小;第三段喷油时刻过晚,活塞上行距上止点较近,易导致油束冲击活塞表面;提高喷油压力可缩短燃烧持续期,有助于改善燃烧定容度,但喷油压力过大,油束贯穿距进一步延长,油束冲击缸壁的倾向增加,滞燃期及燃烧持续期反而延长。