内燃机性能参数实时处理与分析系统

在弈科0301发动机试验控制系统基础上开发了内燃机性能参数实时分析与处理系统，介绍了该系统的功用、组成及试验方案的实现方法。通过对4100QB柴油机调整特性曲线与4100QBZ柴油机万有特性曲线的分析，可以看出该系统可实现内燃机台架试验、测试及特性曲线处理的自动化，提高了内燃机性能综合测试和分析水平。     

国六柴油机颗粒物捕集器在工程应用中的关键问题分析

通过分析国六排放法规,并结合对OEM(Original Equipment Manufacturer)市场国六后处理技术的开发以及我国的特殊地理环境,总结了国六柴油机颗粒物捕集器(Diesel Particulate Filter,DPF)开发的重点、难点问题。综合来看,开发高目数、薄壁、非对称孔道结构及高强度的DPF载体是国六柴油机面临的关键问题。同时,DPF的高原捕集再生特性也是值得深入研究的核心问题。新一代国六DPF主要面临以下技术难题:(1)DPF压降与捕集效率的折衷关系,尤其是对颗粒物数量(Particle Numbers,PN)的捕集效率需要在99%以上。(2)DPF的捕集再生特性决定了其作为流-固-热多场耦合装置需要与控制策略协同优化,才能避免DPF爆燃现象的发生,提高载体可靠性和耐久性。(3)高原地区低压、低氧的特殊环境导致发动机原排PM/PN较高,同时颗粒物理化特性变化较大,且山路驾驶工况复杂多变,对DPF的高效捕集再生及可靠性要求提出了更大挑战。     

进气充量特征参数对 CPF 再生过程的影响

利用AVL BOOST ,FIRE软件分别构建了D19高压共轨柴油机的一维仿真模型和催化型颗粒捕集器（CPF）三维模型,研究了不同进气特征参数对CPF再生过程的影响规律。计算结果表明：随大气氧浓度减小,CPF沉积颗粒的氧化速率和压降的下降速率都显著减缓,其进、出口两端的NOx 及 NO2排放降低;海拔升高不利于CPF的再生,但CPF压降和再生最高温度较低,且能有效减少CPF出口端的NO2排放;海拔对CPF再生过程的影响是大气氧浓度与大气压力的综合效应,其中大气氧浓度占主导作用;针对海拔2 km高原环境,EGR率增大至15％时,CPF再生性能已明显减弱,高原环境下采用EGR进一步加剧CPF的再生困难;EGR率对NO2的降低作用大于其对NO的降低作用。     

汽车排气消声器的试验研究及频谱分析

采用声压级测量法测试出YC4W31柴油机排气消声器需要优化的频率范围.建立了原消声器计算模型,并验证了该模型的正确性.基于传递矩阵法提出两种改进方案,并依据试验结果对改进后排气消声器进行了频谱分析.结果表明,在频率低于400Hz时,按方案2改进的消声器比按方案1改进的消声器消声量提高3 dB(A)左右;比原消声器消声量平均提高7 dB(A)左右.     

不同海拔地区下的自然吸气柴油机性能研究

采用微机化大气模拟综合测量系统对自然吸气柴油机运行在不同海拔地区下的性能进行了研究。分析和比较了不同海拔下的柴油机负荷特性、速度特性、万有特性以及碳烟排放特性的关系。同时，在不同大气压力下的等过量空气系数条件下，比较了动力性和经济性之间的关系。     

不同大气压下增压柴油机的EGR试验研究

随着海拔高度的增加,大气压力降低,导致柴油机的过量空气系数减小;柴油机在进行EGR后,过量空气系数减小的幅度增加,使得柴油机的各项工作特性参数发生不同程度的变化。使用内燃机大气模拟综合系统,初步探索了柴油机运行在不同海拔下进行EGR后,其经济性和烟度的变化规律,为今后在高原地区运行的柴油机采用EGR以及EGR技术的进一步研究提供了初步依据。     

高原低氧环境下含氧燃料对柴油机工作过程的影响

以高原共轨柴油机为研究机型,根据台架试验和发动机结构参数,运用A V L Fire构建其燃用B100（纯生物柴油）和B70N30（体积70％生物柴油＋30％正丁醇）的三维CFD模型,并进行验证。利用该模型对比研究了不同海拔氧浓度对发动机燃用不同含氧燃料工作过程的影响规律,并在此基础研究了B70N30耦合EGR对发动机的影响机理。计算结果表明：相比D100（纯柴油）,B100和B70N30的缸内局部当量比降低,活性自由基（OH ,O）浓度及其缸内分布区域增大,从而导致NO排放升高,但同时使CO生成量峰值减小,Soot和CO缸内分布区域以及排放终值都随大气氧浓度的降低而显著减少;相比B100,B70N30因汽化潜热增大,其NO排放降低,但原子氧的增加导致Soot和CO同时降低;对于B70N30,随EGR率增大,NO大幅度降低,CO显著升高,而Soot因滞燃期延长变化较小。     

生物柴油改善柴油机炭烟和噪声的试验研究

在高原环境(81 kPa)下,4100QBZL增压中冷柴油机分别燃用生物柴油体积分数为0％,10％,30％,100％的4种生物柴油—柴油混合燃料,进行了动力性、炭烟排放和表面辐射噪声的试验研究.结果表明:随着掺烧生物柴油比例的增大,发动机的动力性略有下降,炭烟排放明显降低,排气温度有所下降,表面辐射噪声略有降低.     

柴油机在高原地区燃用混合燃料的试验研究

在高原地区对1台4100QB—2柴油机燃用生物柴油与柴油不同掺混比的混合燃料进行了台架试验。分析了混合燃料的物性,根据其物性和掺混比计算出当量燃油消耗率。对比分析了柴油机燃用混合燃料的有效热效率、机械效率和负荷特性。试验结果表明,在高原地区,柴油中加入体积比为10%~30%的生物柴油,柴油机的经济性有明显改善。     

柴油机DPF压降及噪声特性分析

为探究发动机运行过程中DPF压降和噪声特性,本文中通过建立加装DPF的一维整机仿真模型,分析载体结构、碳载量、灰分量等因素对DPF性能的影响。结果表明:载体圆径尺寸越小,DPF压降越大,但噪声量相对减少,而载体长度对压降和噪声的影响甚微;碳载量越大,DPF排气端噪声越小;碳载量在4 g/L范围内时,深层过滤压降占DPF压降主导地位;碳载量超过4 g/L,碳烟层压降逐渐占据主导;灰分量与灰分分布系数大小对DPF压降和排气噪声影响效果相似,随其数值增长,压降增大,对噪声衰减能力增强。通过揭示载体尺寸、碳载量和灰分等因素对DPF压降及排气噪声特性的影响规律,为减少压降损失、降低排气噪声的DPF结构设计提供参考。