进气道喷水对汽油机燃烧特性影响的三维数值模拟

采用计算流体动力学(CFD)软件对1台缸内直喷汽油机在转速5500r/min、平均有效压力(BMEP)约为2MPa的工况下建立了缸内直喷汽油、进气道喷水的双喷射发动机三维性能仿真模型。研究了不同喷水比例和点火时刻下的缸内油气混合和燃烧特性的结果,评估了进气道喷水对于提高发动机效率的潜力。研究结果表明,进气门开启初期液态水蒸发较快。随着喷水比例的提高,过量空气系数增大,缸内温度和过量空气系数的均匀性均得以优化。相对于不喷水状态,进气道喷水能够有效降低缸内温度。在BMEP相近时,相对于不喷水状态,进气道喷水的指示热效率有所增加。进气道喷水可以降低火焰传播速度,需提前点火时刻来维持燃烧相位。     

喷嘴开启压力对DISI甲醇发动机燃烧和排放的影响

在1台经过改装的1.99L自然吸气缸内直喷点燃式甲醇发动机上,进行了喷嘴开启压力对发动机有效热效率、燃烧及排放影响的试验研究。在发动机转速为2 000r/min的各负荷工况下,选取7.5 MPa,12.5 MPa和17.5 MPa 3个喷嘴开启压力进行试验分析。结果表明:随着喷嘴开启压力的降低,发动机有效热效率、最大缸内压力和放热率略微增加,但是在小负荷工况下降低喷嘴开启压力,HC排放和CO排放显著增加,在大负荷工况下提高喷嘴开启压力会使NOx排放显著增加。     

2.0T直喷汽油发动机性能及燃烧分析

研究2.0 T直喷汽油机的喷油正时、喷油压力、进排气相位和点火提前角对发动机动力性、燃烧特性和经济性的影响。研究结果显示,发动机的动力性达到了设计目标。在2 000 r/min、200 kPa BMEP(Brake Mean Effective Pressure,平均有效缸内压力)工况,发动机的比油耗可以达到375 g/k Wh,达到国际先进水平。     

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。     

三火花塞点火系统对混动专用发动机稀燃性能影响试验研究

基于一台三缸1.5TGDI增压直喷发动机研究了三火花塞点火均质稀燃对发动机性能的影响。结果表明：三火花塞可有效拓展稀燃极限，压缩比15时，采用三火花塞在2 000 r/min、8 bar BMEP的特征工况点可实现lambda 1.95的稳定燃烧，最低油耗相比单火花塞降低约5 g/(k W·h),NO_x原始排放可降低至约50×10^-6，此时lambda受增压能力限制难以进一步增加；压缩比增加至16所能实现的最低油耗相比压缩比15改善不明显，且稀燃极限有所下降。三火花塞对爆震倾向改善作用较小，但可显著加快稀混合气的燃烧速率，相同lambda条件下其燃烧持续期相比单火花塞可缩短约3-6°CA,lambda 1.95时的燃烧持续期相比当量燃烧仅增加约2°CA。通过对潜在最高热效率的研究表明，采用三火花塞设计可在压缩比15条件下最终实现45.02%的有效热效率。     

均质直喷汽油机喷油起始角对低转速下缸内油气混合过程的影响

为深入研究低转速下均质直喷汽油机喷油起始角对缸内油气混合过程的影响,选择1 500r/min全负荷工况,利用STAR-CD软件对比分析了4个不同喷油起始角条件下发动机缸内的油气混合过程.     

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...     

直喷汽油机EGR与稀薄燃烧的协同作用

鉴于废气再循环和稀薄燃烧对降低排放、改善燃油经济性所具有的优势,提出了将两者相结合协同控制的技术路线。在一台缸内直喷汽油机上,研究了部分负荷下废气再循环单独作用和与稀薄燃烧协同作用时对发动机燃烧特性、燃油经济性和排放特性的影响。结果表明:在转速为2 000r/min、平均有效压力为300k Pa下,废气再循环与稀薄燃烧协同作用可带来8%以上的油耗改善和较低水平的NOx,HC和CO排放,验证了废气再循环与稀薄燃烧协同控制的有效性。     

二次喷射时刻对 GDI 汽油机颗粒物排放的影响

研究了缸内直喷汽油机在不同二次喷射时刻条件下的颗粒物粒径分布特性。试验工况为最大扭矩转速2000 r／min工况,负荷率分别为10％,30％,60％。试验结果表明：不同二次喷射时刻下,缸内直喷汽油机颗粒物粒径呈单峰分布,低负荷数量峰值在对应的积聚模态70 nm附近。低负荷下,合理优化二次喷油时刻可以降低颗粒物排放;中等负荷时,单次喷射的颗粒物排放远低于二次喷射。     

A Study on the Effects of MMT on the Performance of Gasoline Direct Injection Engine

对装有缸内直喷(GDI)汽油机的瑞麒G5轿车分别进行了道路试验和代表极限使用工况的发动机台架试验,研究了甲基环戊二烯三羰基锰(MMT)对缸内直喷汽油机性能的影响.结果表明:排气温度较高的缸内直喷汽油机使用含MMT汽油时,三效预催化器容易堵塞,堵塞物中约50％为锰.除预催化器外,燃烧室、气门和氧传感器等均覆盖有锰沉积物.模拟极限使用工况140km/h车速下运行250h后,催化器约40％表面被堵塞,排气背压增加40％.     

缸内直喷汽油发动机高压油泵噪声控制研究

汽油缸内直喷发动机的喷油压力普遍在10 MPa以上,甚至可高达20 MPa或更高,这就需要增加一套高压供油装置。高压燃油系统噪声是直喷发动机开发的重点。针对缸内直喷汽油发动机高压油泵在怠速工况时的噪声优化控制的研究,主要通过包裹隔声法和标定控制策略优化法有效地降低了高压油泵噪声,同时也提高了发动机怠速声品质。     

基于仿真的缸内直喷汽油机燃烧系统的开发与改进

以某款采用均质混合气燃烧模式的缸内直喷汽油机燃烧系统的开发为例,介绍了CFD技术在喷雾模拟中的应用.首先对喷油器的喷雾模型进行试验标定,然后将标定好的模型应用到缸内瞬态流动和喷雾仿真中.对最大转矩点(1 800r/min)和额定功率点(5 500r/min)两种工况下的缸内流场、混合气形成过程和点火时刻的浓度分布进行详...     

喷水对氩气循环天然气发动机爆震及热效率的影响分析

基于一台汽油/天然气两用燃料的涡轮增压三缸发动机,建立GT-Power仿真模型,研究喷水对准氩气动力循环发动机工作过程的影响。结果表明,在低负荷工况下,喷水后缸内的温度和压力都下降;增大水气比（水和甲烷的质量比）和推迟点火则传热损失减少但排气损失增加,存在热效率提升的较宽水气比范围和最优的水气比,推迟点火时刻和喷水对于爆震有良好的抑制作用。在大负荷爆震工况下,喷水能够显著抑制爆震,提前点火时刻可以得到更优的燃烧效率,喷水可使制动平均有效压力（Brake Mean Effective Pressure,BMEP）为0.6 MPa时指示热效率提高0.2%、有效热效率提高0.1%,0.8 MPa工况的指示热效率提高0.4%、有效热效率提高0.2%,1.2 MPa工况的指示热效率提高1.2%、有效热效率提高0.8%（水气比为1工况相对于水气比为0.4工况）。结合低负荷工况和高负荷工况的表现,发现喷水能有效抑制发动机的爆震,并能提升发动机的热效率。     

进气道喷射式氢发动机回火研究

氢发动机由于氢气空气混合气的点火能量低,经常发生回火和其它不正常燃烧现象,影响了氢发动机的性能。为了研究进气道喷射式氢发动机在不同负荷工况下的回火发生情况,对一台4缸2.0L的氢发动机进行了试验研究。结果表明:当氢发动机工作在小负荷工况时,氢气空气混合气的燃烧速度缓慢,致使剩余大量氢气未燃,引发回火;当氢发动机工作在大负荷工况时,由于缸内高温残余废气或者缸内未完全冷却的热点引燃氢气空气混合气,引发回火。     

甲醇汽油机怠速稀燃特性的试验研究

为改善传统汽油机怠速稀燃的燃烧与排放特性,在1台加装了电控甲醇喷射系统的汽油机上对燃用汽油(M0)、50%质量比例甲醇汽油(M50)和纯甲醇(M100)3种燃料的发动机的怠速稀燃特性进行了试验研究。试验先后在过量空气系数a=1.1和a=1.3两组稀燃工况下进行,怠速转速稳定在800r/min左右。试验结果表明:添加甲醇后,两组稀燃工况下指示热效率均有所提升;发动机的火焰发展期、快速燃烧期和平均指示压力的循环变动系数随着甲醇比例的增加而降低;甲醇能够显著降低发动机怠速稀燃工况下的HC和NOx排放,CO2排放随着甲醇含量的增加也略有降低。     

缸内直喷汽油机热平衡试验和红外热像测量技术研究

研究了某款2.0T缸内直喷(GDI)的发动机热平衡,并结合红外热像仪测量技术进一步分析辐射散热,提出了发动机辐射散热的测试方式。用回归分析方法建立了排气带走的热量与油耗间的曲线拟合公式和余项带走的热量拟合公式。提出了利用红外热像仪计算发动机热辐射,并利用此方式得到GDI发动机在转速1 200 r/min全负荷工况时的辐射散热为11.28 kW,所占余项损失比例为7.0%。     

用复合稀释燃烧改善直喷汽油机中小负荷油耗

为了降低直喷汽油机的泵气损失、提升热效率,提出了将稀薄燃烧与废气稀释相结合的复合稀释燃烧(LDC)的路线。在一台缸内直喷汽油机上进行了中小负荷下的试验,以研究影响复合稀释燃烧的因素,测量了发动机燃油经济性、燃烧特性及排放特性。结果表明:在200~600 kPa的平均有效压力下,复合稀释燃烧带来了4%~6%的油耗改善,同时,发动机的NOx排放不会急剧升高。对燃料能量分配的分析表明:稀释燃烧降低了发动机传热损失和泵气能量损失。因而,验证了复合稀释燃烧的可行性。     

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...     

WP10.336柴油/天然气双燃料发动机试验研究

将WP10.336柴油机改变为双燃料发动机并进行了标定和试验。试验结果表明,双燃料发动机的动力性与原柴油机相当,外特性线上平均柴油替代率达到95.7%。双燃料发动机在1200 r/min时,中、高负荷下都有较高的热效率和柴油替代率,最大功率点对应的缸内最高爆发压力为14.82 MPa。     

TIGUAN汽车小词典

<正>TSI(涡轮增压燃油缸内直喷发动机)TSI意为涡轮增压燃油缸内直喷发动机。现在的TSI发动机拥有涡轮增压延迟保护功能,停车熄火后,如果涡轮增压器温度过高,冷却系统将继续工作一段时间,为涡轮增压器充分降温,确保TSI发动机与普通自然吸气发动机寿命相同。不同于传统的缸外喷射,TSI发动机采用缸内多点高压燃油喷射,高压油泵可以产生最高150bar的燃