均质直喷汽油机喷油起始角对低转速下缸内油气混合过程的影响

为深入研究低转速下均质直喷汽油机喷油起始角对缸内油气混合过程的影响,选择1 500r/min全负荷工况,利用STAR-CD软件对比分析了4个不同喷油起始角条件下发动机缸内的油气混合过程.     

增压直喷汽油机增压系统瞬态过程建模计算与优化

增压直喷汽油机由于使用叶轮旋转增压结构,瞬态工况下存在进气量响应滞后,瞬态性能较差的缺点.通过模拟计算分析了增压直喷汽油机的瞬态响应特性,并对瞬态过程中的废气旁通阀控制策略进行优化.提出了在突加速时先关闭废气旁通阀,当转速上升到一定程度后再打开废气旁通阀的控制策略,并对废气旁通阀的PID控制参数进行了优化.结果表明,优化控制策略能够将增压直喷发动机的瞬态响应时间减少50%,并可以使压气机保证10%的超速裕度,涡轮增压器能够正常运转.     

均质缸内直喷汽油机混合气形成过程的数值分析

针对某缸内直喷汽油机进行了喷油器喷嘴内部流场的多相流仿真分析,并将其结果作为初始条件输入到喷射模型中.将校定后喷射模型集成到缸内混合气动态分析模型,进而对发动机的缸内燃油与空气混合过程进行了欧拉--拉格朗日仿真分析.通过比较两款不同喷束的喷油器发现:缸内混合气的均匀度对于喷束布置较为敏感,比较宽广的喷束布置方案易于得到更加均匀的混合气.     

汽油机缸内直喷的关键技术和发展现状

讨论了缸内直喷发动机的优缺点和当前对该种发动机出了要求，认为缸内直喷技术的关键是掌握和控制好混合气浓度在空间的分布和随时间的变化，其控制是在一定的喷油，点火控制策略下靠燃油射系统与缸内流场的合理匹配实现的，阐述了缸内直喷对上述两个方面提出的要求，并讨论了发动机排放及其解决方法。     

自然吸气缸内直喷汽油机气流运动的模拟分析

对一台自然吸气直喷汽油机考察了进气道的性能,模拟进气及压缩过程的气流运动,比较进气道与不同燃烧室匹配的效果。结果显示,在高流量系数、中等滚流比进气道的配合下,平顶活塞燃烧室在进气过程中形成的滚流更强,利于在进气初期喷油的均质燃烧;斜坑活塞燃烧室在压缩后期形成的滚流更强,利于在压缩过程喷油的分层燃烧。     

缸内低压直喷汽油机喷油器设计研究

针对某型号摩托车发动机进行了缸内低压直喷喷油器设计,确定了喷油器的主要形式、喷孔数目、喷孔直径以及喷孔夹角的布局形式等主要参数,并利用高速摄影仪对该喷油器的喷雾特性进行了分析。     

直喷汽油机颗粒物成因及满足EURO-Ⅵ排放限值技术路线

主要分析了EURO-Ⅵ排放法规的特点,综述了直喷汽油机PM/PN形成机理,分析了喷油系统、燃烧系统、燃油以及控制策略等对颗粒物排放的影响。结合目前发动机现有技术给出满足EURO-Ⅵ排放法规限值的技术路线。该研究有助于升级至EURO-Ⅵ排放法规的直喷汽油机技术路线的确定。     

缸内直喷技术在小型汽油机上的应用研究

在1台单缸发动机上进行了汽油缸内直喷研究,设计了燃油供应系统、燃油电控喷射及台架测试系统。对部分台架试验结果进行研究分析,结果表明:改装的小型缸内直喷汽油机动力性能和排放性能均有明显改善;喷射时刻对排放有重要影响;在缸内直喷分层难以实现时,缸内直喷均质混合方式也是可行的研究开发方向。     

缸内直喷汽油机喷油及燃烧过程三维数值模拟

对某直喷汽油机部分负荷时的进气、喷油、混合气形成及燃烧过程进行了数值模拟。分析了喷油正时对混合气分布、燃烧性能及排放性能的影响。模拟结果显示,在喷油开始时刻为480°曲轴转角时混合气分布比较理想,达到了分层稀燃的目标。生成物NO的主要来源是参与燃烧的空气中的氮,NO的生成随温度的提高而急剧增加;炭烟生成的条件是高温和缺氧,局部较浓混合气相对缺氧导致炭烟生成。     

新型汽油机缸内直喷燃烧系统的研究

所开发的汽油机缸内直喷燃烧系统基于射流燃烧系统，由燃烧系统、燃油供给系统和相应的电控系统3部分组成。根据喷油器不同布置方案，设计了2种燃烧室。所开发的汽油机缸内直喷燃烧系统的高压供油系统能基本满足系统喷油要求，研制的电控系统基于PC机，可在线调整控制参数和采集数据。通过一台改装的单缸试验机，研究了喷油正时对发动机运转性能的影响。     

汽油机缸内直喷技术开创发动机新时代

奥迪轿车装备的发动机采用缸内直喷技术,这种缸内直喷发动机被称为汽油直喷式发动机（FSI）,直喷式发动机的动力性和燃油经济性均得到了较大提升。     

缸内直喷汽油机的喷雾模拟

在定容弹内测量了某直列4缸均质缸内直喷汽油机不同时刻的喷雾油束形状和喷油器附近位置的喷雾液滴直径及速度分布,并在CFD模型中进行了喷雾的标定.分析了原机缸内喷雾、混合情况.研究了喷雾锥角、喷孔布置对缸内混合气均匀性的影响,论述了在低转速、部分负荷时加进气翻板的作用.结果表明,调整喷雾锥角、喷孔布置方式可以改善直喷汽油机缸内空燃比分布的均匀性;采用进气翻板可以提高发动机低转速部分负荷时缸内的滚流比及紊流强度,从而改善缸内混合气质量及加快缸内燃烧速度.     

直喷汽油机催化器快速起燃的试验研究

针对EA888直喷汽油机建立了试验台架及试验测控系统,通过试验研究了过量空气系数和两次喷射比例对催化器起燃特性的影响规律。试验结果表明,采用微稀的混合气有利于催化器的快速起燃,采用两次喷射有助于推迟点火,提高排气温度,缩短催化器起燃时间。     

缸内直喷式汽油机工作过程三维数值模拟

将一台柴油机改装为缸内直喷式汽油机,采用KIVA-Ⅱ软件时缸内直喷式汽油机的两个典型工况(分层燃烧和均质预混合燃烧)的燃烧过程进行了三维数值模拟。计算结果表明,采用分层燃烧和均质预混合燃烧具有不同的火焰传播方式和特点。     

小排量直喷增压汽油机喷水技术应用研究

汽油机喷水技术通过向燃烧室内喷水降低发动机爆震倾向,降低燃油消耗并改善排放,近年来逐渐成为新研究热点。首先对喷水器的喷雾特性进行了试验研究,并利用CFD仿真分析方法在某1.5 L直喷涡轮增压发动机上设计了进气道喷水方案,最后开展了3 000 r/min@1.4 MPa和5 500 r/min WOT工况下的台架试验研究。研究结果表明:汽油机采用喷水技术可以有效抑制爆震,改善燃油经济性。在高速大负荷工况,喷水可取代燃油加浓策略来降低排气温度,实现当量比燃烧。     

点火时刻对缸内直喷汽油机燃烧过程影响的研究

利用计算流体力学(CFD)仿真技术,建立了某分层稀薄燃烧缸内直喷汽油机(GDI)的计算模型.研究了点火时刻对该GDI发动机缸内燃烧过程影响的变化规律.结果表明,随着点火推迟,缸内最高燃烧压力降低,缸内温度先升高后降低,CO的排放逐渐降低;而随着点火时刻提前,最大放热率峰值先增加后减小.     

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%。     

涡轮特性曲线优化与缸内直喷汽油机排气歧管匹配研究

分别采用4种方法优化了某涡轮增压器特性曲线,并将计算结果与输入的测量点数据进行了对比,确定了适合优化所用涡轮流量-压比曲线的最佳方法。利用AMESim软件建立了某汽油机整机热力学仿真模型,并对该发动机全负荷工况的主要参数进行了标定。将所得涡轮特性曲线用于该涡轮增压汽油机的排气歧管优化匹配研究中。结果表明,合理匹配排气歧管可以使该机中低速扭矩和燃油消耗率分别实现5.2%和5%的改善。     

新型汽油机缸内直喷燃烧系统用电控系统的开发

介绍了基于射流燃烧系统的一种新型缸内直喷燃烧系统的研究开发，重点介绍了其中的电控系统。所开发的电控系统基于PC机，运用于DOS操作系统下，扩展性好，利用自动汉字小字库技术编制成中操作界面，兼顾操作方便和响应实时性，集成的数据采集系统可在对发动机 同时实现大数据量的采集和在线数据显示，试验表明，该套系统工作稳定可靠，能初步满足新型缸内直喷燃烧系统的要求。     

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。