进气门关闭状态下喷油时刻对汽油机性能的影响

为了改善进气道喷射式发动机性能,采用台架试验和数值计算的方法对喷油时刻与进气道喷射式汽油机性能之间的关系进行了研究。研究结果表明：在进气门关闭状态下进行燃油喷射,发动机运行工况不同,喷油时刻对发动机性能的影响规律不同,小节气门开度时推迟喷油时刻会导致 HC 排放升高和发动机动力性下降,大节气门开度时喷油时刻的改变对发动机性能的影响可以忽略。通过数值计算分析发现该变化规律与附壁油膜挥发速率有直接关系,在小节气门开度条件下,附壁油膜无法完全挥发,会增加燃油以液态形式进入气缸的量,从而使发动机性能下降,而处于大节气门条件下,较高的机体温度使得附壁油膜挥发速率加快,降低液态燃油的量,从而改善发动机性能。因此,进气道喷射发动机可以在小节气门开度时采用两次燃油喷射方式提升发动机性能,而在大节气门开度下则无需考虑喷油时刻的影响。     

基于2阶段喷射的缸内直喷汽油机HCCI燃烧的研究

在缸内直喷汽油机（GDI）上采用2阶段燃油喷射技术来控制缸内混合气形成和燃烧，在GDI发动机上实现了均质混合气压燃（HCCI）燃烧方式，研究了缸内2阶段汽油喷射对HCCI燃烧特性的影响。结果表明，压缩行程中的第2次喷油时间可以有效地控制燃烧始点，二次喷油持续期可以控制燃烧速率、燃烧相位和拓宽发动机负荷。     

应对实际行驶污染物排放工况的汽油机直喷系统的演变

为进一步保护环境,降低汽车尾气排放对地区环境的影响,必须持续改进汽油发动机的排放性能。在实际行驶工况中,需要重点控制发动机瞬态工况、燃油喷射差异、进气量和气缸壁温。发动机控制策略对降低排放的优化空间有限,需要通过形成良好的燃油喷雾来改善燃烧环境,从而降低排放。优化喷雾的目的是让气缸湿壁最小化,以及在发生湿壁时让油膜快速蒸发和扩散。提高喷雾均匀性对优化喷雾至关重要。最初认为,提高喷射压力可以达到优化喷雾和提高喷雾均匀性目的,即提高喷射压力可以提高扩散速度和降低贯穿距,从而减少湿壁,改善混合气形成,同时避免喷射压力过高带来的摩擦损失增加。本研究表明,优化喷油器喷嘴可以提高喷雾扩散性和均匀性,从而有效减少壁面燃油附着,避免因喷射压力过高带来的摩擦损失的增加。     

GDI发动机二次喷射策略对油耗和排放影响的试验研究

通过改变某款GDI汽油发动机二次喷射策略,在2800rpm,13.5bar工况下研究了二次喷射比例和喷油时刻对油耗、排放的影响。试验结果表明:适当的二次喷射策略有利于优化发动机经济性和排放;二次喷射的比例和喷油时刻影响混合气的形成,可燃混合气形成的优劣程度直接影响燃烧和排放中炭烟生成,可通过优化策略控制CO和HC排放;二次喷射影响缸内温度,温度升高NOx排放增大。     

二次喷射对直喷增压小排量汽油机影响的数值模拟

采用经试验验证的喷雾和燃烧模型,对一款小排量增压直喷汽油机进行数值模拟,研究二次喷射(不同喷油时刻和喷油比例)对发动机的油膜形成和混合气均匀性的影响。结果表明,在低速全负荷工况下,该款发动机存在一组最佳喷油参数:第一次喷射开始时刻为60°CA ATDC,第二次喷射结束时刻为170°CA ATDC,第二次喷射燃油比例为30%。     

VVL耦合喷油策略对GDI汽油机混合气形成的影响

利用三维仿真软件Ansys Fluent建立了GDI汽油机的仿真计算模型,就变气门升程耦合不同喷油策略对缸内气流运动和混合气形成的影响进行了模拟计算。结果表明,与大气门升程工况相比,小气门升程工况的缸内湍流运动强度、燃油蒸发和湿壁情况以及点火时刻混合气质量都明显改善;在小气门升程工况,采用两段喷油会缩短油气混合时间,过度推迟二次喷油时刻会恶化混合气质量和燃油湿壁情况;在大气门升程工况,两段喷油会改善混合气均匀性,随着二次喷油时刻推迟,燃油蒸发量增加,湿壁情况加剧,混合气质量得到改善;小气门升程工况下采用二次喷油时刻为470°曲轴转角,前后两次喷油量比例为7∶3的两段喷油方案在燃油蒸发和湿壁以及点火时刻缸内混合气质量这几个方面的效果都很好,是最合理的方案。     

多次喷射对增压直喷汽油机湿壁及碳烟排放影响的数值研究

使用CONVERGE软件对缸内流动、喷雾、混合气形成和燃烧过程进行了仿真研究,尤其对喷射策略的变化对燃油湿壁、混合气分布和碳烟排放的影响进行了详细分析。对比分析了二次喷射方案和三次喷射方案仿真结果,包括滚流比、湍动能、湿壁量、Lambda分布、火焰面发展、碳烟排放等。结果表明:在发动机2 000 r/min,BMEP=0.8 MPa工况下,三次喷射与二次喷射相比,其混合气形成过程更为合理,点火时刻混合气质量较优,缸套湿壁量较高,活塞湿壁量较低,碳烟排放较低。     

二次喷射对开式燃烧室柴油机的性能和废气污染的影响

柴油机二次喷射是指主喷油后进入燃烧室的附加喷油。它通常是由于泵与喷油器之间的高压油管内的残余压力波所引起的。当这种压力波超过喷油器开启压力时,便发生二次喷射。 试验表明:试验中所采用的一台美国陆军坦克机动车局(TACOM)单缸机(装有美国波许喷油系统)在正常的运转范围内有二次喷射。按以前报导过的工作,重新设计了喷油泵的溢油孔和出油阀,以排除二次喷射。在同一台发动机上对常用的与改进后的两种喷油系统进行了对比试验,并确定了二次喷射对发动机功率、经济性和废气污染的影响。结论是;二次喷射增加了烟度、未燃碳氢化合物和燃油消耗率,使功率下降。     

增压直喷汽油机喷雾及燃烧特性可视化试验研究

基于可视化光学增压直喷单缸机,对两种形式喷油器匹配两种活塞顶面燃烧室的组合,在两个典型工况下试验研究了喷油相位、喷油次数等参数对发动机喷油雾化、燃烧特性、碳烟排放等方面的影响规律。研究结果表明:在催化器起燃工况,各喷油器和活塞顶面组合均可满足燃烧和碳烟排放等开发目标要求,I-129三角型六孔喷油器缸内混合气分布形态更优;在全油门工况,采用优化喷油时刻的三次喷射策略可有效避免燃烧关键区域的燃油湿壁风险,I-129喷油器匹配P-B平面活塞为最佳硬件组合。     

高压多次喷射对缸内直喷汽油机极低温起动性能的影响

相对于进气道喷射,缸内直喷汽油机的主要优势就是能实现对喷油压力、喷油次数和喷油时刻的精确控制。目前,对于发动机全工况的多次喷射研究和标定已经相当成熟,但将多次喷射应用于极低温环境,通过调整喷油时刻和喷射次数,将传统的低压喷射、单次喷射替换为高压喷射、多次喷射,能显著缩短汽油机起动时间。试验表明,使用优化后的3次喷射方式,采样发动机的低温冷起动时间能缩短35%~70%。     

两段喷射GDI发动机分层混合气控制策略研究

研究了用两段喷射控制分层混合气形成的基本规律，经调节确定了最佳喷油时间和喷油比例，经初步匹配优化使这种GDI燃烧系统的燃油消耗率比常规进气道喷射汽油机降低15％～24％。     

浅谈喷油正时

电控多点燃油喷射式发动机的喷油控制方式可分为顺序燃油喷射和非顺序燃油喷射．所谓顺序燃油喷射是指按各缸的工作顺序不同．在正确的时刻向该缸喷射适量的燃油;非顺序燃油喷射则不能按各缸的工作顺序在适当的时刻向该缸喷射燃油,这对发动机的性能会略有影响,但可省略相位传感器(也称凸轮轴位置传感器CMP),且发动机控制模块也可简化。为减少喷油时刻对发动机性能的影响．非顺序燃油喷射发动机多采用分组喷射的方式,如4缸发动机．如果工作顺序是1-3-4-2．可采用1-4缸为一组同时喷射,2-3缸为一组同时喷射．喷油时间选择上避开对两缸中的某缸影响较大的点。无论是何种喷油方式．对喷油正时的要求是在进气行程前将燃油喷完,如图1所示。如果喷油时间选择不当．特别是边进气边喷油．会对发动机的排放,动力性和经济性有所影响。下面分别对两种不同控制方式发动机的喷油正时进行分析,以帮助读者更好地理解喷油控制。     

水平对置GDI发动机多段喷射控制策略研究

针对某型水平对置四冲程汽油缸内直喷(Gasoline Direct Injection,GDI)发动机,设计了曲轴位置传感器和判缸信号传感器,研制了发动机的燃油喷射控制系统;在此基础上,研究了发动机多段喷射控制策略,包括正时控制和分段控制,并使用微控制器的脉冲序列输出(Queued Output Match,QOM)功能实现多段喷射控制。硬件在环仿真试验结果表明,所设计的多段喷射控制策略准确可行,实现了水平对置GDI发动机多段喷射的精确控制。     

喷油策略对GDI发动机碳烟生成的影响

结合发动机台架试验和三维数值模拟分析了GDI发动机喷雾、燃烧和碳烟的生成过程。结果表明,混合气浓区、池火是碳烟生成的主要原因;早喷工况,燃油撞击活塞顶部形成油膜,燃烧过程出现池火现象,碳烟生成量明显增加;晚喷工况,油气混合时间较短形成了局部浓区,导致碳烟质量生成增加。相同工况下两次喷射策略有助于实现均匀混合气,显著降低缸内碳烟的生成。     

ROTAX912冷起动喷雾CFD模拟与分析

随着缸内直喷技术的发展,CFD分析软件在缸内直喷发动机模拟分析中得到了充分利用。直喷发动机缸内混合气形成过程的三维CFD分析对直喷燃烧室设计和喷油策略起到了重要作用。其中,喷油时刻和喷射位置对混合气分布的影响较大。经过对某四冲程活塞发动机的喷雾模拟,得到了较合适的喷油时刻和喷油位置。另外,模拟结果显示多次喷射比单次喷射有更好的混合气分布。     

高压缩比汽油机分层压燃效果的光学诊断

对汽油分层压燃燃烧方式进行了光学诊断,研究了缸内直喷(GDI)持续期、喷油时刻及轨压对分层引燃压燃效果影响.在一台光学单缸机上,采用气道喷射预混,缸内直喷辅助火花引燃的方法,分别在0.5、1.2、2.0 ms的3种不同喷油持续期,上止点前曲柄转角CA为40°、50°、60°、80°和100°的5种直喷喷油时刻,以及3....     

等压出油阀对喷油特性的改善

高压短时喷油系统易产生二次喷射和空穴问题。有效的解决途径是采用带有两个球形阀和一个节流孔的等压出油阀。在该系统中,调节回油球阀的压力和节流孔径可以避免二次喷射和空穴,其中节流孔径是一个重要因素,应对其进行优化设计。 通过喷油试验台就节流孔径对喷油特性的影响进行了试验,由此获得了最佳的节流孔径,进而证实采用优化的等压出油阀可以改善发动机性能。本文描述了改变节流孔径时的喷油特性和发动机性能。     

低污染柴油机用电装公司电控直列式喷油泵

为满足日趋严格的柴油机排放法规,提高燃油经济性,提高发动机输出功率以及降低噪声,电装公司探讨了对改善燃烧过程十分重要的燃油喷射雾化方面的一些方案,研究了为缩短喷油持续期而提高喷射压力与喷油率并同时提高控制精度的方法以及利用发动机和车辆工况反馈,采用电子控制系统实现优化控制。     

缸内直喷汽油机技术发展趋势分析

介绍了缸内直喷(GDI)发动机技术发展过程及现状。对比分析了GDI发动机与气门口喷射(PFI)发动机的性能特点,GDI发动机相对于成熟的PFI发动机仍具有较多优势。分析了GDI发动机技术发展面临的主要问题,可以看出,排放、燃烧稳定性等方面的问题限制了分层稀燃GDI发动机普遍应用。探讨了GDI发动机燃烧系统特点及发展趋势,阐述了过量空气系数a=1的GDI均质混合燃烧方式、分层充气或均质(a=1)充气的涡轮增压技术、优化燃烧系统扩大分层稀燃区域、实现GDI发动机的HCCI燃烧等4个GDI发动机技术发展方向。     

汽油电控喷射发动机的HC和CO排放试验研究

本文研究了汽油电控喷射发动机进气涡汽、喷油方式、喷射位置、喷油正时、空燃比及点火参数和多次点火方式对汽油进气道喷射发动机的HC和CO排放的影响。试验结果表明,在试验范围内,影响混合气形成的主要因素(包括进气流动、喷射参数及点火参数)都对HC和CO有很大的影响;在优化喷射参数后采用高能点火对改进排放效果不太明显。试验中采用的连续多次点火方式对排放亦有一定的改善作用。