汽油发动机燃烧循环变动的试验研究

通过在一台单缸汽油机上的试验研究，找出了燃烧特性参数与压力有关的参数有关系，分析了燃烧循环变动的一些规律，结果表明，最大爆发压力Ｐｍａｘ的循环变动受火焰发展期和燃烧持续期的影响，其中，火焰发展期的影响大，燃烧循环变动主要发生在火焰发展期中。     

含水乙醇汽油发动机循环变动研究

通过测取和处理分析汽油机燃用含水乙醇汽油时的缸内压力数据,对比分析平均指示压力、最高燃烧压力和质量燃烧百分率等不同循环变动表征参数,并且通过探讨平均指示压力与燃烧相位间的相关性,深入研究了含水乙醇汽油发动机的燃烧循环变动。结果表明:在低转速中等负荷下,汽油机燃用E10W5含水乙醇汽油相比于纯汽油循环变动增大;燃烧循环变动主要发生在燃烧初期;滞燃期和主燃期循环变动对平均指示压力循环变动影响较大。     

符号时间序列方法在汽油机燃烧循环变动特征分析中的应用

应用一种新的分析方法———符号时间序列方法对汽油机燃烧循环变动进行了研究。测量得到了某汽油机16种不同工况下的示功图,从提高精度与有利于数据的符号化观点出发,确定以缸内峰值压力作为汽油机燃烧循环变动的表征参数,把符号时间序列分析的具体技术和实施途径应用于试验数据,获得了汽油机燃烧循环变动随转速与负荷的变化规律,提出了利用改进的SHAN NON熵作为汽油机燃烧循环变动的评价指标的新观点。研究结果表明:该方法能较好地应用于汽油机燃烧循环变动特征分析。     

变参数对乙醇HCCI燃烧稳定性和循环变动的影响

研究了进气温度、过量空气系数和发动机转速对乙醇HCCI燃烧稳定性和循环变动的影响。试验结果表明,随着进气温度的升高,循环变动变小,最高燃烧压力的分布较为集中;随着过量空气系数的增大,循环变动变大,最高燃烧压力的分布较为分散;随着转速的增大,循环变动变小,最高燃烧压力的平均值变大,最高燃烧压力分布集中。对于乙醇燃料,进气温度为160℃、过量空气系数为2时,1 200r/min是较优的转速。     

运转因素对汽油机最高燃烧压力循环变动影响的研究

针对汽油机循环变动研究中微观影响因素出现的随机性、不确定性、不可控性及不可复现性,提出了一种基于大样本容量,以汽油机燃烧过程循环变动宏观规律研究作为切入点,根据循环变动宏观规律的研究结果来引导微观研究的新观点。根据这一观点,在选定的典型工况区域,就汽油机主要运转因素(即转速和负荷、点火提前角及空然比)对最高燃烧压力循环变动影响的宏观规律进行了全面深入的研究。研究结果表明,运转因素对最高燃烧压力循环变动影响在宏观上具有一定规律性和可复现性,由此得到的一些新的结论对探索循环变动的机理、寻找消减乃至消除循环变动的技术对策具有实际意义。     

运行参数对汽油HCCI燃烧稳定性和循环变动的影响

为研究进气温度、过量空气系数和发动机转速对汽油均质压燃(HCCI)燃烧稳定性和循环变动的影响,在一台改造后的试验发动机上进行相关试验。试验结果表明,随着进气温度的升高,循环变动较小,最高燃烧压力分布较为集中,进气温度140℃较为合适;汽油HCCI的燃烧循环变动系数对过量空气系数不敏感,随着过量空气系数的增大,最高燃烧压力的出现时刻提前;随着发动机转速增大,循环变动系数变化不大,最高燃烧压力的平均值变大,最高燃烧压力分布集中。     

微量柴油引燃高压直喷天然气发动机燃烧循环变动研究

微量柴油引燃高压直喷天然气发动机排放低于同排量柴油机,热效率与同排量柴油机相当,具有良好的发展前景。对于高压直喷天然气发动机,循环变动特性直接影响了其运行的稳定性,但目前的研究大多针对发动机的燃烧和排放特性,对循环变动的研究十分有限。以一台微量柴油引燃高压直喷天然气发动机为研究对象,对其外特性工况下不同运行参数的循环变动进行了研究。结果表明:随天然气喷射提前角增加,最大燃烧压力的循环变动呈现先增加后减小的趋势,低速下最大燃烧压力的循环变动相对较高;滞燃期和50%燃料燃烧相位角的循环变动随天然气喷射的提前和转速的增加而增加;在24MPa喷射压力下,平均有效压力的循环变动随天然气喷射提前角的增加而增加,而在30MPa下,平均有效压力循环变动随天然气喷射提前角的变化规律与转速有关;在高转速下,平均有效压力的循环变动相对较高;燃料的喷射压力对各参数的循环变动影响很小。     

增压柴油机燃烧循环变动分析

测量直喷式增压柴油机燃烧过程,分析负荷、转速及供油提前角对燃烧过程循环变动的影响。结果表明,在全负荷速度特性下,平均指示压力和最高燃烧压力循环变动率较小,最大压力升高比循环变动率较大。平均指示压力循环变动率随负荷增加而减小,供油提前角变化时,燃烧过程循环变动变化不大。     

甲醇-生物柴油对发动机循环变动的影响

在单缸柴油机上通过测量得到了燃用不同掺混比甲醇-生物柴油时的燃烧示功图,对不同柴油机工况下甲醇-生物柴油燃烧的循环变动进行了研究,分析了最大压力升高率循环变动系数(COV_((dp/dφ)max))、平均指示压力循环变动系数(COV_(pmi))、最高燃烧压力的变动系数(COV_(pmax))、最高燃烧压力对应曲轴转角的标准偏差(SD_(φpmax))等循环变动的评价参数。研究结果表明:工况一定时,随着甲醇掺混比增加,COV_((dp/dφ)max),COV_(pmi)等循环变动系数均有所增大;与生物柴油相比,甲醇掺混比为10%和20%时循环变动系数变化较小,当甲醇掺混比为30%时,COV_((dp/dφ)max)增加了6.2%,COV_(pmi)增加了24.2%,COV_(φpmax)增加了8.4%;当甲醇掺混比不变时,随着转速的增加,COV_((dp/dφ)max)降低,COV_(pmi)以及COV_(pmax)先降低后增高;负荷增加时,各压力参数的循环变动系数均降低,SD_(φpmax)略微上升。     

小型直喷柴油机循环变动及影响因素分析

研究了采用低旋流进气,浅ω型燃烧系统的SD2100直喷柴油机的循环变动及其影响因素,分析了标定工况下的最高燃烧压力(P_(max))及其所在时刻(φ_A)、最大压力升高率(λ_p)及其出现时刻(φ_B)、平均指示压力(P_i)的循环变动;对供油系统中的供油提前角(θ_(fa))、启喷压力(P_(jo))及喷油嘴孔径(D)等参数进行调整,分析了对循环变动的影响,并综合燃油经济性指标,得到最优匹配。     

甲醇柴油发动机循环变动与排放的关系研究

通过在4100BZL增压柴油机上燃用0号柴油和甲醇柴油混合燃料(M5,M10和M15),研究了不同比例甲醇柴油在中高转速时对柴油机循环变动率和NOx排放的影响。结果表明:中高转速时,随甲醇添加比例的增加,发动机燃用3种混合燃料的最高燃烧压力和压力升高率峰值循环变动率逐渐增加。发动机燃用4种燃料的平均指示压力循环变动率均较低,燃烧始点循环变动率较高。发动机燃用3种混合燃料最高燃烧压力和压力升高率峰值循环变动率的规律与NOx排放规律相对应。     

燃油品质对柴油机燃烧循环变动特性及性能的影响

燃用3种柴油进行了柴油机性能试验,研究了不同转速和负荷下柴油对燃烧循环变动特性及柴油机性能指标的影响。研究表明:在全负荷速度特性下,随着转速的升高,最高燃烧压力和最大压力升高率的循环变动率逐渐减小;相同转速下,负荷越小,最高燃烧压力和最大压力升高率的循环变动率越大;燃油的十六烷值越小,其自燃性越差,着火滞燃期越长;初馏温度较低时,轻馏分含量较高,参加预混合燃烧的份额大,容易造成燃烧速度加快,压力升高速度快,导致最高燃烧压力和最大压力升高率的循环变动率变大,对应燃烧过程变粗暴,由此实现的动力性能和经济性能变差。     

柴油HCCI燃烧负荷边界判定依据研究

通过对HCCI燃烧负荷边界燃烧变化规律及判定依据的研究,基于单缸HCCI柴油机实测气缸压力,探讨了HCCI燃烧负荷边界处的燃烧变化规律,着重分析负荷、转速对气缸压力、燃烧放热率、循环变动率和最大压升率的影响,通过对负荷上限和下限敏感的最大压力升高率和循环变动率等参数的变化研究,确定负荷边界判定依据。     

稀燃CNG发动机燃烧稳定性的数值模拟研究

利用三维燃烧模型对稀燃CNG发动机的燃烧过程进行数值模拟,研究在引入过量空气系数的循环变动情况下,发动机转速对稀燃CNG发动机燃烧循环变动程度的影响。通过对比计算和试验结果,验证了模型的可靠性,并且分析了燃烧过程中不同时刻下的缸内温度分布情况。根据多个循环的计算结果,定量分析了发动机转速对燃烧循环变动的影响,转速的提高将使燃烧循环变动减弱。计算还得出,转速的改变对燃烧循环变动的影响程度大于对燃烧峰值压力均值的影响。     

Effects of altitude on combustion characteristic during cold start of heavy-duty diesel engine

Altitude has a significant effect on combustion of heavy-duty diesel engines, especially during cold start. An experimental study on a heavy-duty diesel engine operating at different altitudes was conducted. Tests were based on a direct injection (DI) turbocharged diesel engine with intake and exhaust pressure controlled by the plateau simulation test system to stimulate altitude conditions including 0 m, 1000 m, 2000 m, 3000 m and 4000 m. Results indicated that the compression and expansion resistance moment reduced and the speed increased during the cranking period. The peak pressure of several cycles was increased during the start-up period; however, the expansion pressure dropped more and the indicated mean effective pressure (IMEP) reduced as the altitude rose. While at an altitude of over 2000 m, the peak pressure fluctuated obviously during the start-up period. The higher the altitude was, the more the fluctuation amplitude and cycle number increased and combustion instability enhanced, which resulted the start-up period time increasing at high altitude. When the altitude rose, the cycle-to-cycle variation of the peak pressure and speed fluctuation increased during the idle, the ignition and CA50 were delayed and the combustion duration was shortened. The effect of altitude on combustion characteristics of the diesel engine was more significant during the start-up period than during its idle period.     

用于气体燃料的定容燃烧系统的开发与试验

开发了1种用于研究气体燃料燃烧特性的定容燃烧装置。该装置主要由燃烧弹本体、进排气、温控、压力采集、高速摄影及同步控制等系统组成。在该装置上进行了甲烷—空气混合气的燃烧试验,研究了混合气的初始压力、初始温度及当量比对燃烧压力的影响。结果表明:相同初始压力下,燃烧压力及压力峰值随初始温度的升高而降低,压力升高率有所增大;相同初始温度下,整个燃烧过程中的压力随初始压力升高而增大,压力升高率基本不随初始压力变化;随着的增加,燃烧压力峰值和压力升高率先增加后减小,并在φ=1.0时取得最大值,同时,燃烧压力出现峰值所用的时间随的增加先减少后增加,在φ=1.0时取得最小值。     

进油温度对生物柴油燃烧压力及循环变动的影响

在1台两缸直喷式柴油机上对比测试了生物柴油的燃烧特性,分析了进油温度对发动机峰值燃烧压力分布以及循环变动率的影响。结果表明,随着进油温度的增加,生物柴油发动机表现出如下燃烧特性:燃烧延迟,高负荷时延迟更明显;峰值燃烧压力降低,其循环分布向低值偏移;峰值燃烧压力分布最高值增加且其循环变化幅度明显降低,循环变动率降低,循环变动减弱;负荷或转速增加均导致循环变化幅度明显降低,循环变动减弱。研究结果证明,进油温度对燃用生物柴油的燃烧压力及其循环变动有重要影响,进油温度增加可以提高燃烧稳定程度,从而改善燃烧过程。     

柴油机燃用甲醇—生物柴油—柴油微乳化燃料燃烧特性分析

在柴油机结构不做改动的情况下,基于燃烧示功图的分析,定量研究了甲醇含量对燃烧压力、压力升高率、燃烧放热规律和循环变动量的影响。结果表明:甲醇的含量越大,滞燃期越长;燃烧压力和最大压力升高率均增大且出现的位置后移,其中燃用M15最大压力升高率接近0.45 MPa/°CA;累积放热率达到95%时,燃用柴油为上止点后55°CA,燃用M5和M10为上止点后53°CA,燃用M15为上止点后57°CA,位置差别不大。甲醇含量增加,柴油机循环变化量增大,燃用M0的COVpmi为1.61%,燃用M10的COVpmi为1.82%,燃用M15的COVpmi为3.32%。     

Super SI燃烧方式试验研究

研究了Super Spark Ignition(Super SI)燃烧方式,即稀薄混合气在近自燃温度状态下点燃燃烧,分析了这种燃烧方式的可行性和燃烧特性.研究结果表明,混合气稀薄时提高发动机的进气温度可显著降低平均指示压力(pmi)的循环波动,缩短燃烧持续期,拓展点燃燃烧的稀薄极限;Super SI燃烧方式具有热效率高...