乙醚助燃对柴油机冷起动性能影响的试验研究

为了提高柴油机低温起动速度和平稳性,在减小起动喷油量及增加起动阻力矩条件下,向柴油机进气道内预喷不同量的乙醚,研究乙醚助燃对柴油机起动循环数和燃烧排放特性的影响。结果表明:在标定油量下,进气道预喷少量助燃乙醚对起动循环数没有明显影响,但起动过程最高缸压及最大压力升高率显著增大;预喷助燃乙醚并减小起动喷油量能有效改善柴油机的起动粗暴性;减少起动喷油量并增加起动阻力矩时,在进气道预喷占起动初始循环油量热值20%的乙醚,能有效加快起动过程,将起动时间提前3～5个循环;进气道预喷乙醚后燃烧放热提前,放热率峰值减小,压力升高率降低,起动燃烧过程更加平稳,但会导致起动过程HC和CO排放增多。     

冷却液温度为边界条件的柴油机起动试验研究

为了研究冷却液温度对柴油机起动过程初期燃烧不稳定性及排放的影响规律,在一台单缸直喷式柴油机上,利用缸压和单循环采样测试系统对柴油机起动初期单个工作循环的燃烧和排放进行了试验研究。结果表明:冷却液温度是影响柴油机起动过程不稳定的重要因素之一。较低的冷却液温度导致柴油机起动初期燃烧不稳定性增加,失火和不完全燃烧循环较多,从而导致HC排放升高,而且冷却液温度低造成的滞后燃烧会产生较高的CO排放。冷却液温度升高后,失火循环消除,同时着火延迟期明显缩短,最高燃烧压力升高,HC和CO排放显著降低,NOx排放升高,表明燃烧状况改善。     

进气道喷射过氧化氢对直喷式柴油机排放的影响

分析了过氧化氢(H2O2)参与柴油机燃烧的过程,对降低柴油机排放的机理及H2O2的化学及物理特性进行了分析,建立了H2O2影响内燃机燃烧过程的机理模型。在单缸直喷柴油机上采用单点电喷技术向进气道内喷射H2O2,对降低柴油机排放效果进行了试验验证。试验结果表明,在进气道内喷射H2O2可显著改善发动机的燃烧,可以同时降低NOx排放和燃油消耗率,且烟度变化不大。     

乙醚在柴油机上的应用研究

乙醚在柴油机上应用有两种方式,第一是作为柴油机冷起动液,用于改善柴油机低温冷起动性能;第二是以低体积比例掺混到柴油中形成混合燃料,通过乙醚的高含氧量改善柴油机燃烧过程,降低污染物排放量。文中对乙醚在柴油机上的应用进行研究,结果表明,乙醚作为冷起动液组分,存在起动后工作粗暴、磨损加剧、安全性等问题。柴油机燃用乙醚掺混燃料,随着乙醚添加量的增加,柴油机峰值燃烧压力、峰值压力升高率、峰值燃烧放热率明显增加,燃烧放热更加集中;柴油机动力性基本不变,燃油经济性提高;碳烟排放大幅度降低,NOx排放略有增加。     

LPG电控喷射冷起动循环的着火及HC排放影响因素分析

分析了电喷LPG发动机冷起动过程中影响着火及HC排放的主要因素。试验在一台四冲程、水冷125mL单缸电喷发动机上进行。试验结果表明：LPG发动机冷起动混合气的浓度相当于稳定燃烧混合气浓度的1．5倍左右，比汽油机稀，HC排放也低；随着混合气变稀，首次着火循环逐渐推迟；高起动转速是发动机冷起动可靠的一个主要保障因素；适当提前点火和增大火花塞间隙有利于降低冷起动循环的首次着火循环数；环境温度是影响冷起动过程的一个主要参数。     

基于可控循环着火的电控汽油机冷起动性能研究

通过对冷起动循环的示功图和瞬时转速的实时测量和分析，研究了汽油机起动循环燃油喷射脉宽及喷射次数对冷起动着火特性和HC排放的影响，特别对如何实现可控循环着火进行了基于首次着火循环特性分析的单循环和多循环燃烧研究。试验在一台四行程、水冷125mL单缸电控喷射点燃式发动机上进行。     

电机驱动模式下汽油机直接起停技术

在捷达轿车进气道喷射发动机的基础上搭建了试验台架,对原机ECU在发动机不同起动状态下的喷油、点火以及排放进行试验研究.结果表明,热机状态下的高速起动可以显著减少起动初期供给的喷油量,同时也可以减少点火能量;汽油机热机状态HC、CO排放要低于冷机工况;高速工况CO的排放要低于低速工况;汽油机无论是哪一种起动状态,NOx排放都处于一种较低的水平     

柴油微引燃乙醇发动机燃烧、性能及排放特性研究

柴油微引燃乙醇发动机采用进气道喷射乙醇、缸内直喷微量柴油引燃的方式进行燃料供给。基于单缸四冲程柴油机,对其燃烧、性能及排放特性进行研究,固定引燃柴油喷射量为发动机能实现压燃着火的最小值,在进气压力为0.15 MPa时比较不同乙醇喷射量的工况组,通过改变柴油喷射时刻进行工况扫描。结果表明,引燃柴油的喷射时刻对发动机的燃烧、性能和排放影响显著。柴油微引燃乙醇发动机在中高负荷能够稳定运行,指示热效率可达34%以上,通过适当调节柴油喷射时刻,可以有效控制未燃碳氢(UHC)、NO_x与CO排放,同时可以实现极低的炭烟排放。柴油微引燃乙醇发动机燃烧模式为预混合或部分预混合燃烧,燃烧有两阶段放热特征,改变引燃柴油喷射时刻,可以有效控制燃烧相位。     

火花点火发动机起动工况下未然HC排放研究

为了探索火花点火发动机在起动工况下影响未燃HC排放的主要因素以及项岸狭缝间隙对未燃HC排放的影响，设计了活塞顶岸狭缝处瞬态温度测量系统并对瞬时未燃HC排放进行了测量，通过试验发现，在起动工况下缸内最大的HC生成源是由壁面激冷效应所造成的不完全燃烧，并首次提出了起动工况下狭缝容积释放HC占总体未燃HC排放10．8％的结论。为进一步研究降低火花点火发动机在起动工况下未燃HC排放提供依据。     

发动机燃用水乳化柴油的研究进展

综述了柴油机燃用水乳化柴油的燃烧与喷雾特性、动力性与经济性及排放特性,对比分析了发动机燃用水乳化柴油与普通柴油在性能上的差异及其原因,总结了水乳化柴油在柴油机上的应用优化方法。结果表明:与柴油相比,乳化柴油着火滞燃期延迟,燃烧持续期缩短,喷雾贯穿距变长或相差不大,火焰升起高度增加;燃用乳化柴油时动力性下降,但有效热效率较柴油升高;乳化柴油可以明显降低NOx和炭烟排放,但多数工况下HC和CO排放有所升高,低转速和中低负荷工况下尤为明显;燃用乳化柴油时颗粒物数量浓度增加,体积浓度减小,且对于醛类和噪声排放并没有改善作用;添加合适添加剂或结合发动机技术协同作用,可以针对性地改善乳化柴油的燃烧过程,进一步起到节能减排的效果。基于燃料稳定性与燃料理化特性综合优化目标的燃料设计,以及适用于乳化柴油的高压共轨柴油机燃烧组织参数优化是未来的研究方向。     

排放分析在电喷发动机起动故障诊断中的应用

简述了燃油供给系统、点火系统和电控系统导致电喷发动机起动故障的原因及传统的诊断方法.阐述了喷油器工作状况可由HC含量的变化来反映,以及缸内燃烧状况及火花塞点火状况可由CO、NOx含量的变化来反映等排放分析诊断起动故障的机理.指出采用废气分析仪进行发动机起动故障诊断具有相当重要的实用价值,并通过试验得到了验证.     

不同喷射策略下CRDI柴油机燃用柴油-桐油-乙醇混合燃料的燃烧与排放特性

在1台共轨直喷(CRDI)柴油机上开展了不同喷射策略下桐油、乙醇与柴油混合燃料的燃烧和排放特性研究。试验结果表明:与0号柴油相比,混合燃料的着火延迟期稍长,缸内压力峰值和放热率较高,但燃烧持续期稍短;随着桐油和乙醇体积分数的增加,有效热效率(BTE)也随之增大。在低负荷时,混合燃料的CO和HC排放较高,且随着桐油和乙醇所占体积分数的增大而增加;混合燃料的NO_x排放在低负荷时较低,在高负荷时略高;在高负荷时,混合燃料的炭烟排放大大减少。总体而言,混合燃料中乙醇对发动机性能的影响比桐油大。     

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...     

EGR对柴油-天然气双燃料发动机稀燃的影响

在一台由柴油机加装天然气供给系统改装而成的双燃料发动机上进行试验,分别研究了EGR率和过量空气系数(a)随喷油提前角变化对双燃料发动机的影响。结果表明:当EGR率为0时,a过大导致热效率降低。增大喷油提前角使着火提前,燃烧得以改善,最大压力升高率和最高燃烧压力提高,热值折合燃料消耗率降低。喷油提前角一定时,最大压力升高率、最高燃烧压力随EGR率的增大先升高后降低,热值折合燃料消耗率先降低后升高,EGR率为20%时热值折合燃料消耗率达到最低值。采用EGR技术能有效降低NOx排放,但HC,CO,CH4和炭烟排放随着EGR率的增大而增大;增大喷油提前角使缸内柴油预混燃烧比例增加,HC,CO,CH4和炭烟排放降低。因此,采用EGR时应适当增加喷油提前角。     

Combustion and emission characteristics of a lean burn natural gas engine

Lean burn is an effective way to improve spark ignition engine fuel economy. In this paper, the combustion and emission characteristics of a lean burn natural gas fuelled spark ignition engine were investigated at various throttle positions, fuel injection timings, spark timings and air fuel ratios. The results show that ignition timings, the combustion duration, the coefficient of variation (COV) of the indicated mean effective pressure (IMEP) and engine-out emissions are dependent on the overall air fuel ratio, spark timings, throttle positions and fuel injection timings. With the increase of the air fuel ratio, the ignition delays and combustion duration increases. Fuel injection timings affect ignition timings, combustion duration, IMEP, and the COV of the IMEP. Late fuel injection timings can decrease the COV of the IMEP. Moreover, the change in the fuel injection timings reduces the engine-out CO, total hydrocarbon (THC) emissions. Lean burn can significantly reduce NOx emissions, but it results in high cyclic variations.     

电控液压驱动可变气门机构的应用研究

在1台装备了自主开发的电控液压驱动可变气门机构的进气道喷射单缸试验发动机上,成功地实现了汽油机SI燃烧和可控自燃(CAI)燃烧。研究结果表明,采用自主研制的电液无凸轮轴气门机构能够实现可变气门定时及可变气门开启持续期;该机构在SI模式下能满足发动机的动力性要求且燃油经济性和CO,HC排放有所改善;通过排气门早关、进气门晚开策略,在转速为1 000 r/min、过量空气系数为1的工况下,进气门开启506~511°CA,排气门关闭242~278°CA气门正时范围内实现了CAI燃烧,CAI燃烧获得的最大平均有效压力可达0.395 MPa。     

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。     

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。     

Combustion stability analysis during engine stop and restart in a hybrid powertrain

A cycle-resolved analysis system was designed with the specified measurement instruments to investigate the characteristics of combustion stability in a mild gasoline hybrid powertrain. A Fast Response Flame Ionization Detector (FFID), cylinder pressure transducer and engine torque transducer were used to observe both the engine-out THC emissions and engine performance during a brief moment of engine restart. This research aimed to improve combustion stability and was performed by varying the battery State Of Charge (SOC), injection duration and ignition timing. The results indicate that engine combustion tends to be more stable with longer fuel injection durations and advanced ignition timing, while the effect of the battery SOC is negligible. Also, peculiar differences in the catalyst conversion efficiency at the front and rear of the catalyst during engine restart and deceleration were revealed, with the degree of HC oxidation being the suspected cause. This study not only analyzed the engine control and engine-out total hydrocarbon (THC) emission characteristics, but also implemented control strategies that allowed for combustion stability during engine stop and restart operation.     

汽油机起动过程HC排放形成及转化模型

采用HC形成模型和三效催化转化器模型相结合的方法,对汽油机起动过程HC排放进行研究.建立了燃油分布模型,研究了缸内油膜的湿壁效应、狭隙效应、吸附和解吸以及不完全燃烧对HC排放的影响,在此基础上建立了起动过程HC排放形成模型.考虑了氧气的存储和释放对有效空燃比的影响,以温度和有效空燃比为输入量,利用集总参数法建立了三效催...