摩托车排气控制技术漫谈

摩托车燃烧后排出的废气具有很高的压力，排气压力在排气管中传播会形成压力波，如果能恰当地利用压力波的能量就能提高排气效率，同时也能提升进气的效率。近年来，各大摩托车制造厂在设计中，充分参考了摩托车排气的特性，通过对排气管的结构设计有效地提高发动机的输出功率，达到提升动力的目的。下面对摩托车排气系统的控制作简单介绍。     

ＬＰＧ／柴油双燃料发动机优化研究

本文采用复燃料供给方式，在单缸直喷式柴油机上进行了ＬＰＧ／柴油双燃料的优化试验研究，对比分析了柴油和双燃料及不同掺烧比下双燃料的燃烧特性，着重研究了分析了双燃料发动机在不同压缩比下的最高燃烧压力、最大压力升高率、压力循环变动及燃烧放热规律，并以此为依据优选了双燃烧发动机的压缩比。试验结果表明，降低压缩比后，双燃料发动机的最高燃烧压力及最大压力升高率均有较大降低，同时压力循环变动变小，但着火延迟期，燃烧持续期都会有所增加。     

汽油发动机燃烧循环变动的试验研究

通过在一台单缸汽油机上的试验研究，找出了燃烧特性参数与压力有关的参数有关系，分析了燃烧循环变动的一些规律，结果表明，最大爆发压力Ｐｍａｘ的循环变动受火焰发展期和燃烧持续期的影响，其中，火焰发展期的影响大，燃烧循环变动主要发生在火焰发展期中。     

含水乙醇汽油发动机循环变动研究

通过测取和处理分析汽油机燃用含水乙醇汽油时的缸内压力数据,对比分析平均指示压力、最高燃烧压力和质量燃烧百分率等不同循环变动表征参数,并且通过探讨平均指示压力与燃烧相位间的相关性,深入研究了含水乙醇汽油发动机的燃烧循环变动。结果表明:在低转速中等负荷下,汽油机燃用E10W5含水乙醇汽油相比于纯汽油循环变动增大;燃烧循环变动主要发生在燃烧初期;滞燃期和主燃期循环变动对平均指示压力循环变动影响较大。     

增压柴油机燃烧循环变动分析

测量直喷式增压柴油机燃烧过程,分析负荷、转速及供油提前角对燃烧过程循环变动的影响。结果表明,在全负荷速度特性下,平均指示压力和最高燃烧压力循环变动率较小,最大压力升高比循环变动率较大。平均指示压力循环变动率随负荷增加而减小,供油提前角变化时,燃烧过程循环变动变化不大。     

进油温度对生物柴油燃烧压力及循环变动的影响

在1台两缸直喷式柴油机上对比测试了生物柴油的燃烧特性,分析了进油温度对发动机峰值燃烧压力分布以及循环变动率的影响。结果表明,随着进油温度的增加,生物柴油发动机表现出如下燃烧特性:燃烧延迟,高负荷时延迟更明显;峰值燃烧压力降低,其循环分布向低值偏移;峰值燃烧压力分布最高值增加且其循环变化幅度明显降低,循环变动率降低,循环变动减弱;负荷或转速增加均导致循环变化幅度明显降低,循环变动减弱。研究结果证明,进油温度对燃用生物柴油的燃烧压力及其循环变动有重要影响,进油温度增加可以提高燃烧稳定程度,从而改善燃烧过程。     

进、排气背压对涡轮增压柴油机工作过程影响的研究

本研究在不同进、排气背压下,测定了柴油机示功图,进、排气管温度及压力,柴油机输出功率和排气烟度等参数,在此基础上计算了柴油机放热率,分析了进、排气背压变化对柴油机放热率的影响。结果表明,进气背压变小后,柴油机燃烧持续期变长,热量利用率低;排气背压增大后,柴油机燃烧不充分,排气烟度大;排气背压变大后,涡轮增压器工作环境差,柴油机进气压力也相应降低。     

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。     

变参数对乙醇HCCI燃烧稳定性和循环变动的影响

研究了进气温度、过量空气系数和发动机转速对乙醇HCCI燃烧稳定性和循环变动的影响。试验结果表明,随着进气温度的升高,循环变动变小,最高燃烧压力的分布较为集中;随着过量空气系数的增大,循环变动变大,最高燃烧压力的分布较为分散;随着转速的增大,循环变动变小,最高燃烧压力的平均值变大,最高燃烧压力分布集中。对于乙醇燃料,进气温度为160℃、过量空气系数为2时,1 200r/min是较优的转速。     

轿车柴油机燃用生物柴油的循环变动特性

对轿车柴油机燃用柴油、柴油-生物柴油混合燃料及生物柴油的循环变动特性进行了研究,考察了生物柴油对轿车柴油机的平均指示压力、压力峰值、压力峰值相位、压力升高率峰值等缸内压力特征参数及燃烧始点、燃烧持续期等燃烧特征参数的循环变动特性的影响.结果表明:随着生物柴油混合比例的增加,该机的平均指示压力、压力峰值,压力升高率峰值、...     

柴油HCCI燃烧负荷边界判定依据研究

通过对HCCI燃烧负荷边界燃烧变化规律及判定依据的研究,基于单缸HCCI柴油机实测气缸压力,探讨了HCCI燃烧负荷边界处的燃烧变化规律,着重分析负荷、转速对气缸压力、燃烧放热率、循环变动率和最大压升率的影响,通过对负荷上限和下限敏感的最大压力升高率和循环变动率等参数的变化研究,确定负荷边界判定依据。     

循环变动表征参数的经济样本容量研究

以循环变动研究中应用最广泛,对燃烧过程差异反应最敏感的最高燃烧压力为研究对象,在全工况区域选取120个试验点,每个试验点测录12 000样本观测值,对样本容量及采样方法对最高燃烧压力循环变动评价参数的影响进行了全面研究。研究结果表明,样本容量对评价参数的计算精度具有主要影响,在兼顾试验费用和精度要求的情况下,每个试验点的经济样本容量以2 000个~3 000个循环较为适宜。     

颠覆传统的分行程工作式的发动机

该新型发动机依然遵循奥托循环的过程，但是却通过两个独立的汽缸，将传统发动机的4个工作冲程独立开来，把传统发动机在同一汽缸中完成的4个工作冲程分布到两个独立的汽缸中，在这种发动机中，有分别位于2个汽缸内的一对活塞，一个用于进气及压缩冲程，另一个用于做功及排气过程，每4个冲程循环在曲轴的一个整周转中完成。这种设计能够进一步提高内燃机的燃烧效率，节省燃油，同时降低尾气中有害物质的排放。     

高效混动专用发动机技术研究

针对高效混动专用发动机开发过程中发动机热效率未达到设计目标的问题，使用试验数据校正了热力学模型，应用模型对问题原因进行了量化评估，提出了提高热效率的优化方案。结果表明：样机燃烧速率慢、抗爆震性能差、压缩比低是热效率未达标的原因；优化方案包括：优化燃烧系统、提高压缩比到12、增加进排气升程的高度；优化方案的部分负荷平均燃油消耗率平均降幅为4.4%,最低燃油消耗率为209 g/(kW·h),对应热效率为40.5%,满足设计目标。米勒循环+冷却EGR技术需要匹配快速燃烧系统使用。     

EGR对柴油CI-HCCI-CI燃烧模式切换过程的影响

通过喷油控制实现了双模式柴油机燃烧模式等指示平均有效压力(Indicated Mean Effective Pressure,IMEP)运行,在此基础上通过在均值充量压燃(Homogeneous Charge Compression Ignition,HCCI)燃烧循环中引入排气再循环(Exhaust Gas Recirculation,EGR),推迟HCCI燃烧相位,进一步实现了燃烧模式等IMEP运行基础上的等CA50切换,并重点研究了EGR切换策略对燃烧模式切换过程中CA50平顺性的影响,确定了最优的EGR切换策略。试验结果表明,CI-HCCI燃烧模式切换过程,最优的EGR切换策略为无量纲循环数σCI-HCCI等于4.8方案,COVCA50仅为16.4%,较同时切换时减小了28%;HCCI-CI燃烧模式切换过程,最优的EGR切换策略为无量纲循环数σHCCI-CI等于0.6方案,COVCA50仅为13.8%,较同时切换时减小了30.3%。     

氢发动机燃烧循环变动及其影响因素的研究

通过1台点燃式进气歧管喷射氢燃料发动机的最大燃烧压力的试验分析,获得了不同工况下的最大燃烧压力循环变动系数,以此为基础研究了过量空气系数、点火提前角以及转速对氢燃料发动机燃烧循环变动的影响趋势。结果表明,点火提前角对氢燃料发动机循环变动的影响相对较大。     

面向闭环控制的柴油机在线燃烧模型研究

通过柴油机ECU信号和柴油机燃烧输出数据,在Scilab上利用局部线性模型树(LOLIMOT)分析其进气系统物理模型及燃烧放热规律。将转速、扭矩、油耗、进气流量、进气压力、排气温度和排气压力作为输入层,缸内燃烧最大压力、缸内燃烧最高温度、燃烧始点和燃烧终点为输出参数,建立某高压共轨中冷柴油机在线燃烧控制模型。结果表明,当输入参数选为转速、扭矩、油耗时,测试燃烧输出结果与试验值最吻合,相关系数均达到0.95以上,平均误差在10%以内。     

燃油品质对柴油机燃烧循环变动特性及性能的影响

燃用3种柴油进行了柴油机性能试验,研究了不同转速和负荷下柴油对燃烧循环变动特性及柴油机性能指标的影响。研究表明:在全负荷速度特性下,随着转速的升高,最高燃烧压力和最大压力升高率的循环变动率逐渐减小;相同转速下,负荷越小,最高燃烧压力和最大压力升高率的循环变动率越大;燃油的十六烷值越小,其自燃性越差,着火滞燃期越长;初馏温度较低时,轻馏分含量较高,参加预混合燃烧的份额大,容易造成燃烧速度加快,压力升高速度快,导致最高燃烧压力和最大压力升高率的循环变动率变大,对应燃烧过程变粗暴,由此实现的动力性能和经济性能变差。     

运行参数对汽油HCCI燃烧稳定性和循环变动的影响

为研究进气温度、过量空气系数和发动机转速对汽油均质压燃(HCCI)燃烧稳定性和循环变动的影响,在一台改造后的试验发动机上进行相关试验。试验结果表明,随着进气温度的升高,循环变动较小,最高燃烧压力分布较为集中,进气温度140℃较为合适;汽油HCCI的燃烧循环变动系数对过量空气系数不敏感,随着过量空气系数的增大,最高燃烧压力的出现时刻提前;随着发动机转速增大,循环变动系数变化不大,最高燃烧压力的平均值变大,最高燃烧压力分布集中。     

天然气发动机稀燃工况燃烧循环变动特性研究

对一台点燃式多点电喷天然气发动机在稀燃工况下进行试验,获得了各工况下的连续循环缸内压力数据,并计算了每循环与压力相关的燃烧循环变动特征参数及循环变动系数,进而研究了稀燃工况下天然气发动机的燃烧循环变动特性。结果表明,在稀燃条件下,每循环缸内峰值压力与平均指示压力有稳定的线性相关关系,每循环缸内峰值压力出现时刻与峰值压力和平均指示压力的线性相关关系随当量比的减小,均出现了由负相关到正相关的转变,并且混合气当量比越小,天然气发动机的燃烧循环变动越明显,在当量比为0.60~0.65时,平均指示压力变动系数有加速增长的趋势。