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。     

谈汽油车发动机的爆震与敲缸

一、谈汽油车发动机爆震的预防措施 汽油车发动机气缸内的可燃混合气，开始是由高压电火花点燃的，然后燃烧的火焰以电火花为中心向外传播，并将燃烧室内混合气引燃，这种燃烧过程为正常燃烧。但是，当发动机维护保养以及汽车使用不当时。则有可能造成在正常的燃烧火焰没有到达之前，其余未被点燃的混合气发生自燃，由于这部分自燃混合气所产生的高压波与正常推进的火焰相交，致使发动机的活塞、连杆、气缸、曲轴等机件发生强烈的震动，从而形成了强烈的缸内敲击声，这种现象就是爆震。     

轿车发动机爆震的预防措施

轿车汽油发动机汽缸内的可燃混合气,开始是由高压电火花点燃的,然后燃烧的火焰以电火花为中心向外传播,并将燃烧室内混合气引燃,这种燃烧过程为正常燃烧.但是,当发动机维护保养以及汽车使用不当时,则有可能造成在正常的燃烧火焰没有到达之前,其余未被点燃的混合气发生自燃,由于这部分自燃混合气所产生的高压波与正常推进的火焰前锋相冲突,致使发动机的活塞、连杆、汽缸、曲轴等机件发生强烈的震动,从而形成了强烈的缸内敲击声,这种现象就是爆震.     

谈轿车发动机爆震的预防措施

汽油发动机气缸内的可燃混合气,开始是由高压电火花点燃,随后燃烧的火焰以电火花为中心向外传播,并将燃烧室内混合气引燃,这种燃烧过程为正常燃烧.当发动机使用或维护保养不当时,则有可能造成在正常的燃烧火焰没有到达之前,其余未被点燃的混合气发生自燃.由于这部分自燃混合气所产生的高压波与正常推进的火焰前锋相冲突,使发动机的活塞、连杆、气缸、曲轴等机件承受强烈的震动,从而形成了剧烈的缸内敲击声,这种现象就是爆震.     

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。     

掺氢比对氢-甲醇发动机稀薄燃烧及排放影响

为探究掺氢比对氢-甲醇发动机稀薄燃烧性能的影响，在一台1.8 L涡轮增压缸内直喷汽油机 （GDI） 改装的氢-甲醇发动机上，开展了不同燃空当量比和不同掺氢比条件下的甲醇发动机掺氢燃烧和排放试验研究。结果表明，在稀燃条件下，增大掺氢比能提高发动机缸内最高燃烧压力及放热率峰值，且燃烧相位提前，燃烧持续期缩短。在稀燃情况下适当掺氢有助于改善循环变动，混合气越稀改善效果越好，但随燃空比和掺氢量增大时，循环变动却有恶化的趋势。当燃空当量比大于 0.71 时，增大掺氢比能改善 HC 排放；当燃空当量比大于 0.83 时，掺氢能改善 NOx排放，但 CO 排放恶化；当燃空当量比小于0.83时，增大掺氢比导致NOx排放恶化但CO排放降低。     

增压直喷汽油机超级爆震发生机理以及爆震抑制的试验研究

开发高增压缸内直喷汽油机面临的最大挑战是其在低速大负荷工作时所遇到的低速提前点火以及由此引发的超级爆震.对某1.5 L高增压发动机低速提前点火的发生机理以及爆震强度的抑制方法进行了试验研究.试验结果证明,超级爆震强度受空燃比、冷却液的温度,以及燃油对曲轴箱机油的稀释等因素的影响.合理控制缸内混合气点火条件及燃烧的参数可...     

喷射时刻对甲醇发动机燃烧及非法规排放的影响

针对甲醇发动机低温冷起动困难,在一台由1130单缸柴油机改造的直喷火花点火甲醇发动机上,利用商用CFD模拟软件AVL-Fire耦合甲醇氧化反应机理,通过电热塞将进气温度加热到283 K,研究了喷射时刻对甲醇发动机低温(266 K)冷起动燃烧及非法规排放的影响。结果表明:推迟喷射时刻能够改善缸内燃烧,使得缸内混合气能够得到较为充分燃烧,减小未燃甲醇排放,当喷射时刻由53°BTDC推迟到49°BTDC时,未燃甲醇排放显著减少;喷射时刻由57°BTDC推迟到49°BTDC时,甲醛排放增大,但当喷射时刻继续推迟到45°BTDC时,缸内最高燃烧温度超过1 200 K,使得甲醛快速氧化,甲醛排放显著减少。     

天然气发动机最高转速准均质压燃特性的研究

就国产6110增压中冷发动机燃烧天然气的一些性能进行了研究。在压缩终了被少量柴油引燃的均匀天然气混合气的燃烧接近均质压燃燃烧过程。采用了发动机缸内分析以及相应工况的排放测试对比分析方式，对发动机的燃烧特性进行了试验研究。     

燃空当量比对甲醇发动机燃烧及非法规排放的影响北大核心

基于一款经柴油机改装的缸内直喷点燃式甲醇发动机,使用三维流体动力学模拟软件AVL-Fire耦合甲醇氧化反应机理,研究了不同燃空当量比对缸内混合气浓度分布、燃烧特性及未燃甲醇和甲醛排放的影响。结果表明:当燃空当量比增加时,缸内最高燃烧温度、最高燃烧压力及放热率峰值均显著升高,甲醛和未燃甲醇排放均得到改善;当燃空当量比从0.33增加到0.67时,最高燃烧压力、燃烧温度和放热率峰值分别增加65%,72%及51%;燃空比超过0.4时,未燃甲醇及甲醛排放急剧减小,且主要集中在气缸壁附近。     

轻型汽车排气歧管过热保护策略

正当前,汽车的的可靠性能及耐久性能越来越被消费者所关注。在高温环境或者大负荷工况下往往会出现汽车的排气温度十分高,超过了排气歧管的最高耐热温度从而使得排气歧管被烧毁的情况,造成交通事故。本文通过研究汽车排气歧管过热保护的策略得出结论:当排气温度过高,超过了排气歧管的耐热温度时,通过快速加浓混发动机缸内燃烧的混合气浓度能够有效的降低发动机排气温度,从而达到保护排气歧管的目的。     

空燃比氧传感器(二)

图4表示的是全范围平板型空燃比传感器在实际空燃比数值小、浓混合气工况下的工作原理。实际空燃比数值小、浓混合气工况时,由于缺氧造成可燃混合气不能完全燃烧,从而产生了大量的未燃烧气体(碳氢化合物和一氧化碳)。实际空燃比数值越小、可燃混合气越浓,产生的碳氢化合物和一氧化碳越多。在此实际空燃比数值小、混合气浓的工况下,发动机电脑在两个空燃比传感器铂电极间施加电压,空燃比传感器空气腔内的氧气在空气腔侧铂电极得到电子后被电离变成氧离子,氧离子从空气腔侧铂电极流到尾气侧铂电极。在尾气侧铂电极,它同穿过空燃比传感器扩散阻…     

富氧下EGR对增压中冷CNG发动机性能的影响

为了解富氧下EGR的效果,选取最经济的过量空气系数1.1的工况,进行了不同EGR率下发动机燃烧、排放和燃料经济性的试验。结果表明:小负荷时低EGR率可促进燃烧,大负荷低EGR率时缸内燃烧压力、放热率峰值变化不大,当EGR率大于5%后,燃烧过程后移;随着EGR率的增加,CO基本保持不变,HC排放小负荷时呈上升趋势,大负荷时呈下降趋势,NOx排放量迅速减少,但燃料经济性也下降。     

甲醇-汽油复合喷射发动机燃烧排放性能研究

为了研究不同比例甲醇和汽油混合燃料对发动机燃烧排放性能的影响,对1台1.4 L缸内直喷发动机加装了进气道喷射系统,改造为甲醇进气道喷射(MPI)+汽油缸内直喷(GDI)发动机,运用CFD技术建立该发动机模型,对不同甲醇热值替代比下的缸内混合气形成、燃烧和排放特性进行了研究。研究结果表明:在混合气形成方面,随着甲醇替代比的提高,缸内温度逐渐下降(但在点火时刻缸内温度下降趋势减缓),未蒸发燃料质量迅速增加。在缸内燃烧方面,提高甲醇替代比能够有效地加速缸内燃烧过程,提高缸内峰值缸压和峰值放热率,缩短滞燃期和燃烧持续期,使燃烧重心提前,但较高甲醇替代比下加速燃烧过程趋势减缓。在排放物生成方面,随着甲醇替代比的提高,NO_x排放逐渐增加,CO总排放量降低,但峰值CO量却呈现先增后减趋势,THC排放逐渐增加,其中大部分为未燃甲醇。     

天然气/氢气混合燃料发动机的稀燃极限和排放特性试验研究

在东风EQD210N-20天然气发动机上进行了天然气与天燃气/氢气混合燃料体积混合比例为10%、30%和50%的稀燃极限和排放特性试验研究.实验结果表明:燃烧混合燃料比燃烧天然气时的稀燃极限大,并且随着掺氢比例的增大,燃烧过程的火焰发展期和快速燃烧期缩短,发动机的指示热效率、平均指示压力和NO2的排放增加;但是当发动机在大于天然气/氢气混合气的稀燃极限工作时,其指示热效率、平均指示压力和NO2的排放迅速下降,平均指示压力变动系数、CH4和CO的浓度迅速上升.     

点燃式CNG发动机燃烧过程研究

利用混合气形成和燃烧三维模型建立了针对CA6SE1—21N增压点燃式CNG发动机的数值模拟研究平台,并对模型进行了试验验证,同时研究了该发动机混合气形成和燃烧的缸内微观变化历程。验证结果表明,CNG发动机混合气形成及燃烧过程的数值模拟结果和试验结果吻合较好,所选模型适合对CNG发动机进行模拟分析。模拟结果表明,缸内混合气形成可分为大幅度掺混和弱流动混合两个阶段;采用螺旋进气道与平缸盖时,在压缩后期逐渐形成强涡流、低滚流的刚性涡;点火时刻缸内混合气呈上稀下浓的分布,不利于提高点火稳定性和火焰传播速度。     

混合气浓度对CNG发动机性能影响试验研究

在CA4102增压中冷电控多点喷射单燃料天然气发动机上进行了不同混合气浓度对发动机性能影响的试验。试验结果表明:当过量空气系数(a)从1.1变化到1.54时,小负荷工况下发动机的最大燃烧压力变化不大,大负荷时发动机的最大燃烧压力降低,放热率峰值降低,燃烧速度变慢,燃烧滞后。随a的增大,CO排放先减少后缓慢增加;NOx排放减少,在a=1.5时,NOx排放接近于0;a较小时HC排放基本没有变化,在a>1.5时,HC排放急剧上升。燃气消耗率随a的增大呈现增加的趋势,当a>1.4以后增加显著。     

混合气分层对HCCI汽油机极限负荷和燃烧特性的影响

对比研究HCCI汽油机在不同空燃比下采用混合气分层策略时的极限负荷、NOx排放量和燃油经济性,考察了在此策略下过量空气系数λ和EGR率对HCCI发动机燃烧特性的影响。结果表明,混合气分层压缩燃烧模式能有效降低HCCI燃烧的压力升高率,具有拓展负荷范围的潜力,但同时也使NOx排放增加;适当的过量空气系数能在一定程度上改善HCCI发动机的燃烧特性,采用9%的EGR率时发动机油耗率最低,具有明显节油效果。     

预混合氢气对柴油机爆震燃烧的影响

为了提高氢气利用率,了解预混氢气对发动机爆震的影响,以WP7.270涡轮增压6缸柴油机为试验对象,在不同转速和负荷下采用进气歧管喷氢方式进行台架试验,试验燃料总质量恒定,增加氢气替代率直到发动机发出爆震指示,并与原机数据进行对比。研究结果表明:氢气最大置换率为83%,喷油正时提前,发动机热效率最大提高7.7%,缸内峰值压力最大提高39.6%, CO_2、 CO、HC和炭烟排放减少,NO_x排放升高,但在30%负荷下NO_x排放明显降低,且CO_2排放几乎为零,但燃烧不稳定。     

汽油发动机爆燃的危害及控制

爆燃是指发动机工作时一种不正常的工作现象。发动机工作时,当燃烧室末端的可燃混合气,在正常火焰前锋到达之前,由于受高温、高压的影响,生成大量的性质极不稳定的过氧化物而自燃,形成爆炸性燃烧。此时,混合气的燃烧速度往往比正常值高达几十倍,甚至上百倍。其燃烧压力、温度都将瞬时、局部地增加。这种状态的燃烧,称为汽车发动机的爆燃。 产生爆燃的原因,除了发动机的结构外,使用中主要有:发动机的大负荷低转速、点火提前角过大、混合气浓