苏联3M3-4022-10型车用汽油机

苏联高尔基汽车厂生产的TA3-3102型伏尔加小客车上，装用札沃尔日斯基发动机厂生产的具有预燃室-火炬点火的3M3-4022-10型汽油机，介绍了该机主要技术参数、预燃室-火炬点火的主要结杓及特点。     

基于两级高能点火和被动预燃室的高压缩比汽油机燃烧及排放特性研究

基于一台自然吸气缸内直喷汽油机,研究了高能点火、被动预燃室和两者结合对当量比和稀薄燃烧工况下燃烧与排放特性的影响。结果表明,高能点火结合被动预燃室,能够在小负荷工况下显著降低循环波动、缩短点火延迟期和燃烧持续期,两者效果相互叠加,能够进一步提高热效率。高能点火的被动预燃室可将稀燃极限由1.4小幅拓宽至1.5～1.6之间;在当量比工况,可使热效率相对提升最高达17.9%。而在大负荷工况下,高能点火结合普通火花塞或被动预燃室均对燃烧性能无明显提升作用。对于排放性能而言,高能点火对于排放性能的影响较小,而被动预燃室对排放影响更为显著;小负荷工况下,被动预燃室倾向于降低NOx排放;中大负荷工况下,被动预燃室倾向于增加NO_x排放;两种负荷下,受到火焰淬熄和燃油撞壁作用的影响,被动预燃室的HC排放相比普通火花塞均略有升高。     

预燃室射流点火装置的设计与性能研究

为改善天然气发动机燃烧特性,设计了用于射流点火的内置式半球型四孔预燃室,利用全燃烧场可视的快速压缩机(RCM),采用同步压力传感器和高速摄影机进行了点火燃烧试验研究,并与传统火花点火对比分析。结果表明,采用本文设计的预燃室射流点火装置能达到强化点火、加速燃烧的明显效果。相比于传统火花点火,预燃室式射流点火的滞燃期和燃烧持续期缩短,最高燃烧压力和最大累计放热量提高,且随着负荷的增大,性能改善幅度增加。在大负荷工况下,滞燃期和燃烧持续期均约缩短了55%,最高燃烧压力和最大累计放热量分别提高7%和10%。此外,预燃室式射流点火方式的点火和燃烧稳定性优于传统火花点火,滞燃期和最高燃烧压力波动极小。高速摄影的结果表明,预燃室式射流点火在主燃室内快速产生沿喷孔方向高速发展的射流火焰,引发迅速燃烧,而传统火花点火呈现火焰缓慢传播燃烧形态。     

基于定容燃烧弹的单孔主动预燃室几何参数对燃烧特性的影响研究

基于定容燃烧弹试验平台,采用燃烧可视化方法研究了预混式单孔主动预燃室的几何参数对预燃室点火特性的影响。在火焰发展初期的定压燃烧过程中,将从点火开始到火焰面积达到燃烧弹可视窗口面积一半所用的时间定义为初期火焰发展时间,作为衡量不同几何参数下主动预燃室点火效果的参考指标：在不同喷孔孔径（2.0～4.0 mm）、不同预燃室通道内径（3.0～5.5 mm）、不同下端开口角度（0°～75°）的试验条件下,初期火焰发展时间的最大差异分别为9.3 ms、6.8 ms、2.9 ms,最终得出3个几何参数对单孔主动预燃室点火效果的影响程度排序由大到小依次为喷孔孔径、预燃室通道内径、下端开口角度。     

单孔主动预燃室火焰射流机理研究

基于单孔主动预燃室，研究了火焰射流的形成机理。在圆形自由紊动射流理论的基础上，提出了单孔主动预燃室点火的火焰射流贯穿距随时间变化的经验公式。该经验公式可以通过射流锥角、预燃室喷口直径和射流在预燃室喷口处的初速度预测射流贯穿距。通过主动预燃室的定容燃烧弹试验和CONVERGE仿真验证，该经验公式所预测的射流贯穿距和反向求得的射流初速度与实测值吻合，最大相对误差分别为 6.92%和 5.82%。认为此公式能够正确预测单喷孔主动预燃室的射流贯穿距，对于优化预燃室结构以实现更高效地点火，继而提升内燃机的理论热效率具有参考意义。     

预燃室催化燃烧对HCCI发动机燃烧特性的影响

对预燃室壁涂有催化剂的均质压燃(HCCI)发动机的燃烧过程进行了数值计算,分析了催化燃烧对HCCI发动机燃烧特性的影响;同时分析了预燃室内催化剂种类、过量空气系数、进气温度、进气速度、缸径以及预燃室壁温对HCCI发动机燃烧特性的影响。结果表明,预燃室存在催化燃烧时对HCCI发动机的着火时刻有很大的影响:随着过量空气系数及预燃室进气速度的增加,HCCI发动机的着火时刻提前;催化剂种类、预燃室缸径以及预燃室壁温对HCCI发动机着火时刻影响不显著,但对缸内燃烧温度影响显著。     

湍流射流点火燃烧特性的模拟研究

稀薄燃烧策略可以在提高燃料效率的同时减少污染物排放,而预燃室式湍流射流点火技术作为一种强点火方式能够有效提高燃烧稳定性.采用数值模拟手段对稀薄混合气湍流射流点火燃烧特性进行研究.结果 表明:在混合气过量空气系数(φa)为1.5的情况下,湍流射流点火相较传统火花塞点火最高燃烧压力提高66.4％,NOx排放相较当量比燃烧降...     

皮尔斯蒂克PA4—200型发动机两级增压的经验

与直喷式燃烧过程相比,预燃室式燃烧过程的优点是在相同的功率下其最大爆发压力约低25～30％。法国热机研究所研制的皮尔斯蒂克PA4—200型发动机采用变截面的特种预燃室来解决预燃室发动机比油耗高的缺点。该机原为直喷式,由于采用了特种预燃室,使其最大爆发压力由140巴降为95巴。 通过采用二级增压来提高增压压力及加大油泵供油量来发挥其功率储备。这样在同样的机械负荷下功率可增加40％,同时,燃烧过量空气的增加使热负荷不变. 关于变截面预燃室已在参考文献[1]报导,这里仅谈谈使用高增压的一些经验。     

丁醇-汽油混合燃料燃烧放热规律的研究

通过试验和计算揭示了汽油机燃用汽油和丁醇-汽油混合燃料的不同放热规律,从内燃机燃烧学的角度分析了掺混丁醇后放热率发生变化的原因,讨论了燃用丁醇-汽油混合燃料对发动机性能的影响.进一步优化点火提前角以得到更好的综合性能,从而验证了发动机燃用丁醇-汽油混合燃料并获得节能、减排双重收益的可行性.     

天然气发动机空燃比和点火提前角模拟优化研究

为了提高天然气-汽油两用燃料发动机燃用天然气时的动力性,利用先进的发动机性能仿真软件AVLBOOST对于样机全负荷时中高转速范围内的部分工况点进行空燃比和点火提前角的模拟优化计算;确定了与之对应的最佳空燃比和点火提前角。在不改变发动机结构参数的情况下,通过优化空燃比和点火提前角可以实现在不降低经济性的前提下,提高天然气-汽油两用燃料发动机燃用天然气时的动力性。     

垃圾填埋气内燃机的研制与试验

阐述了开发垃圾填埋气内燃机的重要性,分析了垃圾填埋气中CO2成分对垃圾填埋气内燃机有关参数的影响。以2190T天然气发动机为基础,采用提高压缩比、调整点火提前角、预燃室式燃烧室、进气增压等技术措施,初步开发出2190垃圾填埋气内燃机。试验结果表明,采用上述技术措施,可改善和提高垃圾填埋气内燃机的性能指标。     

Daimler-Benz公司预燃室式载重汽车柴油机问世75年

75a前，苯茨（曼海姆）公司研制了世界上第一台采用预燃室式柴油机的载重卡车。被命名为OB2的4缸发动机功率为30kw～37kw，卡车型号为5K3，载重量5t。在预燃室式发动机的研制过程中，ProsperL'Orangs起到了关键性的作用。1908年他是苯茨公司负责试验的领导人，他接到的任务是强化柴油机的功率，将该柴油机用作汽车的驱动装置。于是，他于1909年研制了布置在喷嘴和燃烧室之间的预燃室。在预燃室内每一个压缩行程都有一小部分供给的燃油燃烧，所产生的压力导致其余燃油细密的雾化，目的在于有利于着火和改善燃烧。1924年，戴姆勒发动机公司…     

乙醇-柴油-汽油混合燃料的燃烧与排放特性

以汽油为助溶剂配制出均匀稳定的乙醇-柴油-汽油混合燃料,对比分析了单缸四气门135柴油机燃用不同配比混合燃料时的燃烧与排放特性,同时研究了燃用混合燃料时供油提前角变化和使用HL伞喷油嘴对柴油机性能的影响.结果表明:柴油机燃用适当配比的乙醇-柴油-汽油混合燃料,动力性、经济性基本保持不变,碳烟和NO2排放显著降低;着火滞燃期延长,缸内平均温度下降,燃烧速率加快,燃烧持续期缩短;当使用HL伞喷油嘴燃用E20G15燃料时,着火滞燃期进一步延长,油气混合速率和混合气均匀度明显提高,在整个工况范围内,气缸压力和缸内平均温度均较低,碳烟和NO2排放同时降低,其燃烧过程具有明显的热预混合燃烧特征.     

汽油发动机电控点火系统的分析与探讨

本文主要是对汽油发动机电控点火系统的分析与探讨,该系统对发动机的空燃比和点火时间能够进行准确的控制。点火系统采用微机控制可以具体分析发动机运行中的各参数,并进行综合处理,使空燃比和点火提前角达到最优值,来满足不同工况下的要求,提高发动机的动力性和经济性,使发动机在最优的状态下工作。     

天然气均质稀燃快燃发动机点火控制系的研究

针对天然气发动机稀燃难于着火稳定运行的实际问题．在作者前期对稀燃快燃发动机能量叠加点火系研究工作的基础上．结合天然气发动机运行工况．提出了一种基于单片机技术平台的天然气发动机稀燃快燃点火控制系统，分析了利用单片机技术实现天然气发动机稀燃点火控制的可行性，开发了天然气发动机点火控制电路。在此基础上，重点分析研究了天然气发动机稀燃点火系统的控制原理、控制电路设计及其控制程序设计。最后，利用Keil软件技术开发平台，对控制程序进行了调试运行．结果表明：天然气稀燃快燃发动机点火系统控制原理正确，点火控制方法有效，所研发的天然气发动机稀燃点火控制电路与控制程序．能够满足天然气稀燃快燃发动机对点火控制的基本要求。     

控制稀燃汽油机NOx吸附-还原催化转化器再生过程的试验研究

针对汽油机稀薄燃烧排放控制的特殊要求,研制了一套适用于稀燃汽油机的电控节气门(ECT)系统.该系统可控制稀燃发动机周期性的短暂工作于浓混合气状态,满足NOx吸附-还原催化转化器的工作要求,降低稀燃发动机的NOx排放.并在混合气浓度改变的同时实现对点火时刻和节气门开度的连动控制,维持发动机输出功率稳定.实验结果表明,稀混合气燃烧配以NOx吸附-还原催化转化器进行排气后处理可使NOx排放最低达50×10-6,最高转化率达91%,该系统是解决稀燃及其排放问题的可行方案.     

车用发动机稀燃快燃能量叠加点火系研究

根据稀燃快燃对点燃式发动机点火系统的要求,研发了一种新的多电容放电能量叠加点火系统。该系统既保留了传统电容放电点火系统的优点,又克服了其放电时间短、单次点火能量小的缺点。这里对其基本组成、工作原理、工作过程及其充、放电特性进行了研究。在此基础上运用了工程计算软件进行了分析和测试,探讨了电路参数对其充、放电特性的影响。结果表明：稀燃快燃能量叠加点火系能够大幅度提高火花塞单次放电点火能量．有效延长放电火花在高电压区的维持时间,是一种比较理想的稀燃快燃点火方式。     

稀燃快燃点火电路研究

在电容储能点火系统的基础上,利用火花能量转换原理和能量叠加原理,提出了一种有别于传统发动机点火系的"稀燃快燃点火系"。简要介绍和分析了该点火系的组成及工作原理,对其进行了设计研究,通过试验验证了稀燃快燃点火系比传统点火系具有的优越性。结果表明:该点火系统能够提高点火线圈的次级电压,增加火花持续时间,有效提高点火能量的利用率,改善发动机点火性能。该点火系在进行适当匹配后不仅适用于现代高速、稀燃、高压缩比发动机,而且也适用于传统点燃式发动机。     

专利选登

内燃机碰撞雾化燃烧系统;液压控制蓄压室开启燃烧系统;灵活燃料发动机低排放燃烧系统;内燃机挤流燃烧室;柴油机双燃油泵喷射两种燃料的喷射系统;直喷式柴油机燃烧系统;一种着火时刻可直接控制的内燃机均质压燃燃烧系统;火花塞点火室燃烧系统。     

谈电喷与化油器的结构差异

纵观汽油发动机的工作情况，不难发现，汽车发动机可燃混合气的空燃比和点火时刻，是影响发动机动力性、经济性和排气净化性的两个主要因素。因此，精确地控制空燃比和点火时刻，自然是汽油发动机所面临的主要问题。而可燃混合气配制方法的不同，是两者采用不同机构的主要理论根据。