喷油策略对柴油机燃烧噪声及排放影响的模拟研究

进行了通过优化高压共轨系统燃油喷射策略来改善缸内燃烧排放性能的研究,基于AVL Fire软件,针对1015柴油机开展了不同燃油喷射策略下的喷雾燃烧和排放的数值模拟,建立了数学模型并验证了模型的可靠性,分析了一次预喷的预喷时刻、预喷量、主喷提前角对燃烧噪声及排放的影响,揭示了各参数对燃烧噪声和NOx及炭烟生成的影响机理,为进一步优化预喷方案提供了理论依据。     

预喷射控制柴油机燃烧噪声的试验研究

研究了预喷射在高压共轨电控直喷式柴油机上控制燃烧噪声的作用。通过试验分析了不同工况下预喷射变量、预喷射定时、预喷射油量及主喷射定时的变化对燃烧噪声产生的影响。基于结果的分析,对预喷射变量进行优化。在以燃烧噪声为目标进行优化的同时,兼顾其对排放和经济性的影响。结果表明,采用预喷射可以明显改善燃烧噪声,在优化了预喷射策略之后,改善效果更明显。采用合理的预喷射策略可以明显降低燃烧噪声和NOx排放,但烟度和燃油消耗率略有增加。     

掺混比例和预喷定时对二甲醚-乙醇发动机燃烧和排放的影响

针对一台电控共轨二甲醚发动机,研究了乙醇掺混比例和预喷定时对发动机燃烧及排放的影响。结果表明,采用预喷策略后,混合气放热模式由单阶段放热转变为两阶段放热,主喷定时对缸内燃烧规律影响明显变弱。随着预喷定时的提前,放热模式由两阶段转变为三阶段,NO_x排放显著降低,CO和HC排放逐渐升高。最大压力升高率在预主喷间隔角为20°CA时,由预喷燃料燃烧引起,而预喷定时提前后主要由主喷燃料燃烧引起。相同预喷定时工况下,随着乙醇掺混比例的增加,预喷燃料的放热峰值降低,放热始点延后;NO_x排放降低,CO和HC排放增大。     

高压共轨式柴油机噪声控制的研究

对高压共轨柴油机的噪声进行研究.试验结果表明.随着转速的增大,整机噪声、燃烧噪声和机械噪声增大;在低速区,燃烧噪声对整机噪声的贡献占主要,机械噪声相对较小;而高速区则反之.负荷变化对整机噪声有一定影响,低速燃烧噪声是降噪重点;预喷可以大大降低高速小负荷整机噪声,高速大负荷区机械噪声是降噪的重点.同时对影响排放和噪声的相关参数进行研究和分析,对高压共轨柴油机降噪有一定指导意义.     

高压共轨系统预喷控制策略研究

柴油机高压共轨燃油喷射系统可实现预喷、主喷和后喷的多次喷射,达到燃烧柔和效果,有效地降低燃烧噪声,减少排放,是世界内燃机行业公认的未来柴油机燃油系统的发展方向。在预喷机理分析的基础之上,提出了高压共轨燃油喷射系统预喷的控制策略,解决了预喷控制中有关喷射协调、预喷油量、喷射起始时刻、喷油器作用时间和预喷释放等问题。     

燃油多次喷射控制策略对单缸柴油机燃烧与排放特性的影响

基于高压共轨系统对一台单缸柴油机采用燃油预喷射控制策略时的燃烧特性与排放特性变化规律进行了研究。在保持循环油量不变的前提下,通过控制每循环燃油的喷射次数、预喷油量、预喷与主喷的间隔角,对发动机缸内燃烧压力、放热规律、压力升高率及排放变化规律进行了分析。试验结果表明：当预喷油量小于5 mg/循环时,发动机能够在维持炭烟颗粒不增加的同时降低NO x的排放,同时发动机的压升率也较无预喷工况有所降低;多次喷射燃烧过程对燃油消耗率的影响较小,较无预喷工况略有上升,但通过对预喷角度、预喷油量及间隔角的合理匹配,能够实现对燃油消耗率的进一步优化。     

燃油喷射参数对高压共轨柴油机性能的影响

运用GT—POWER软件建立了某高压共轨直喷柴油机的整机模型,并将计算值与试验值进行了比较,以确保模型具有足够的精度和可靠性;仿真分析了喷油压力、主喷提前角、预喷油量以及主预间隔对发动机性能的影响。仿真结果显示：增大喷油压力有助于提高发动机动力性和经济性并降低Soot排放;不同工况点需要选取不同的主喷提前角;增大预喷油量有助于降低NO。排放,但预喷油量不宜过大;主预间隔对Soot排放有较大影响。     

采用双段喷射改善二冲程柴油机的排放性能

在配有电控共轨系统和扫气系统的二冲程柴油机试验台上进行了3种不同喷油模式对柴油机燃烧及排放性能影响的试验研究。试验结果表明,单段早喷有助于实现低NOx和碳烟排放,但柴油机无法在高负荷下运行;标准喷射的排放很高;双段喷射表现出良好的性能,它实现了柴油机的柔和运行,并且在全负荷范围内使NOx和碳烟排放降低40%以上。在双段喷射基础上,利用高压喷射及内部EGR进一步改善了柴油机的排放。     

车用柴油机电控高压喷油系统与欧Ⅲ排放标准

围绕车用柴油机欧Ⅲ排放控制的关键技术进行了综述,介绍了电控泵喷嘴、电控单体泵和电控高压共轨3种燃油喷射系统的工作原理及国内外研究现状,并对各燃油喷射系统进行了评价。提高燃油喷射系统的性能是满足未来更严格排放标准的重要措施,此外还需配合燃烧室优化、空燃比(α)匹配、燃油改质等技术才能更好地发挥其性能,从而满足欧Ⅲ排放标准的要求。     

多次喷射对柴油机燃烧与排放影响的试验研究

基于1台高压共轨涡轮增压柴油机,采用不同的预喷正时、预喷油量与后喷正时等,研究了多次喷射对燃烧放热、排放生成与燃油经济性的影响,以实现均质压燃和低温燃烧过程。研究结果表明:随预喷正时提前,缸内峰值压力降低,主燃阶段的滞燃期缩短,NOx和炭烟排放均降低;随预喷油量增加,预喷阶段燃烧的放热率和最大压力升高率增大,NOx和HC排放增大,而PM和CO排放降低;随后喷始点推迟,缸内压力与主放热率峰值差异变小,NOx排放降低,但炭烟排放先增大后逐渐降低。     

高压共轨燃油系统后喷射控制研究

根据柴油机后喷射作用机理,以有效降低燃烧噪声、减少排放为目的,分析设计高压共轨燃油喷射系统后喷射控制策略,解决后喷射控制中有关喷射协调、后喷射量、喷射起始时刻、喷射器作用时间和喷射释放以及相关参数修正等问题。     

4JB1高压共轨柴油机开发研究

设计了4JB1柴油机共轨化的总体匹配方案和共轨柴油机的喷油量、共轨压力、喷射定时、预喷射等模块的匹配控制策略,分析了工况点使用频度对标定匹配中MAP步长和维数的影响。研究结果表明,采用变步长标定优化MAP,有效地提高了匹配效率,匹配后的发动机达到欧Ⅲ排放水平。     

Bosch电控高压共轨系统的工作原理和特点

阐述了Bosch柴油喷射系统的发展历程,并介绍了Bosch电控高压共轨系统的组成和工作原理,分析了Bosch电控高压共轨系统的主要特点。同时指出以Bosch为代表的电控高压共轨技术是当前实现国3及更高排放标准,同时提高柴油机动力输出、降低油耗和噪音的最佳技术方案,是今后国内柴油机应用和发展的必然趋势。     

喷油正时对电控共轨柴油机燃用LNG-柴油双燃料的影响

为了在电控共轨柴油机上应用LNG,将电控共轨柴油机改装为柴油引燃天然气双燃料发动机,研究了引燃柴油喷油正时对双燃料发动机性能与排放的影响。试验选取最大扭矩转速1 600r/min和标定转速2 500r/min,在不同油门开度工况下研究了双燃料发动机的功率、燃料消耗量、有效燃料消耗率和排放。试验结果表明:随喷油正时的提前,双燃料发动机的输出功率先增大后降低;有效燃料消耗率先降低后增大,并在最大功率正时处达到最低;HC,CO和炭烟排放降低,CO2排放升高;油门开度较小时的NOx排放降低,而油门开度较大时升高。     

温度对共轨柴油机起动性能的影响

以Bosch第2代高压共轨燃油喷射系统为基础,建立了高压共轨试验测控系统.研究了进气温度和冷却液温度对高压共轨柴油机起动时间和排放性能的影响规律.试验结果表明,在不同起动油量和不同主喷油提前角条件下,进气预热有利于缩短起动时间、降低排放;在起动时间一冷却液温度曲线和HC排放-冷却液温度曲线上均存在最佳冷却液温度点,该点的起动性能最好.     

Influence of the accelerating operation mechanism on the combustion noise in DI-diesel engines

This paper focuses on the mechanisms of combustion noise during the accelerating operation of multi-cylinder diesel engines using testing technology for the transient conditions of IC engines. Based on impact factors, such as the gas dynamic load and cylinder pressure oscillations, tests and analysis of the combustion noise during transient and steady-state conditions for different loads are made on four-cylinder naturally aspirated engines, turbocharged engines, EGR-introduced engines, and high pressure common rail engines. The laws of combustion noise difference for the same engine speed and load are researched during transient and steady-state conditions. It is found that during transient conditions, the maximum pressure rise rate and the high frequency oscillation amplitude of the cylinder pressure are all higher than those observed during steadystate conditions for the same engine speed and load. With their joint action, the combustion noise during transient conditions is greater than that during steady-state conditions. Turbocharging is useful in reducing the combustion noise during transient conditions. Turbocharging has a better effect on the control over the combustion noise during transient conditions with a constant engine speed and an increasing torque than in conditions with a constant torque and an increasing engine speed. One of the main reasons for different control effects on the combustion noise is that turbocharging causes different wall temperatures inside combustion chambers. The introduction of the appropriate EGR is helpful in the reduction of the combustion noise during transient conditions. The key to the control of combustion noise with EGR during transient conditions is whether a real-time adjustment to the EGR rate can be made to achieve the optimization of the EGR rates for different transient conditions. By means of analyzing the differences in the combustion noise between the transient and steady-state conditions for different pilot injection controls, we obtain a strategy for controlling the combustion noise during transient conditions with a pilot injection. Compared with the steady-state conditions, a larger pilot injection quantity and a longer interval between the main injection and pilot injection should be selected for transient conditions, and this is verified through tests.