缸内直喷汽油机多孔喷油器喷雾特性试验研究

为了研究缸内直喷汽油机多孔喷油器的喷雾特性,建立了定容喷雾试验装置,对不同环境压力和不同喷油压力条件下的自由喷雾和碰壁喷雾过程进行了拍摄,分析了壁面距离和壁面倾角对喷雾特性的影响。研究发现:多孔喷油器与传统的旋流式喷油器的喷雾特性存在较大差异。多孔喷油器的喷雾锥角受环境压力影响较小;随着环境背压的增大,贯穿距离和喷雾锥角呈现先增大后减小的特点;喷雾锥角随着喷射压力的提高略有增加。在碰壁喷雾发展过程中,不同环境压力下喷雾油束与壁面接触面积接近;随着壁面距离的增加,碰壁喷雾高度递减,碰壁后的喷雾高度存在波动;随着壁面倾角的增大,碰壁喷雾高度和增大。在壁面倾角的增大过程中,影响碰壁喷雾半径的因素较多,呈现出较复杂的变化规律。以上研究为多孔喷油器的设计及其与燃烧室的匹配提供了理论依据。     

缸内直喷射流点火汽油机的燃烧优化

射流点火有助于实现稀燃,提升发动机热效率.本文中在一台多缸汽油机上安装了射流点火器,开展了基于喷射策略的射流点火燃烧优化.首先,在原机以普通火花点火运行的高效范围内确定了最低油耗工况点;然后,基于选定的工况,对比研究了单次喷射和两次喷射策略对射流点火的油耗影响,优化了两次喷射的关键参数;最后,进一步对比了采用不同喷射策...     

采用伸长结构的直喷汽油机喷油器的开发

对于汽车发动机降低排放和燃油耗的要求越来越高。在直喷汽油机方面必须解决一些技术课题,如缩短喷油器响应时期,提高燃油压力的耐受度和可变度,以实现最佳的燃油雾化及多次喷射。介绍了在喷嘴针阀的驱动部采用的伸长(拔长)结构的直喷汽油机用喷油器。它装备了新型电磁阀,并将转子与针阀设定为分体结构,同时利用转子的惯性提升针阀,能够适应喷油压力范围在3.5~20MPa,体积比传统喷油器缩小15%,质量减轻37%。     

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。     

面向缸内直喷汽油机燃烧调控中若干基础问题研究综述

汽油机缸内直喷技术可比进气道喷射自然吸气均质混合气汽油机热效率提高20-25%。然而稀燃时火焰传播速率低,火核生成困难,因此采用分层混合气燃烧组织方式用于提高点火性能和燃烧速率,采用提高缸内充量运动强度和废气再循环在保证燃烧速率的同时降低NOx排放。因此对缸内直喷汽油机燃烧调控进行研究具有提高内燃机利用效率的意义。     

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。     

喷油器安装角度对缸内直喷汽油机混合气的影响

以侧置喷油器的缸内直喷汽油机为对象,采用数值计算分析方法对混合气形成过程和喷油器安装角度对缸内混合气形成的影响进行了分析.结果表明,缸内气体流动对燃油喷束形态影响很大;转速不同时,缸内混合气形成过程差异较大;点火时刻的缸内混合气成分对喷油器安装角度较为敏感,可以通过改变喷油器安装角度在一定程度上优化缸内混合气的成分.     

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.     

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。     

燃油喷射压力对缸内直喷汽油机喷雾特性的影响

燃油喷射压力对混合气形成有直接影响,提高喷射压力可进一步降低直喷汽油机微粒排放。使用STAR-CD软件分别建立定容弹和发动机缸内喷雾计算模型,利用喷雾特性可视化试验进行喷雾模型有效性验证,其后分析了燃油喷射压力对喷雾贯穿距、索特平均直径等基本特性参数的影响,研究了燃油喷射压力对缸内混合气形成的影响。结果表明提高燃油喷射压力可有效促进燃油的雾化蒸发,加快混合气形成,提高混合气分布均匀性。     

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。     

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。     

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。     

缸内直喷汽油机颗粒排放的热物理特性研究

为了研究缸内直喷汽油机颗粒的热物理特性,基于某发动机试验台架设计了二级热稀释系统。采用EEPS3090粒谱仪对不同稀释比、加热温度、蒸发温度下的颗粒粒径分布和浓度进行了试验研究。试验结果表明:不同稀释比下颗粒数量浓度随粒径的增大呈现对数正态双峰分布,不同加热温度和蒸发温度下颗粒数量浓度随粒径增大呈现三峰分布;较大稀释比对核态数量总浓度影响较大,加热温度高于200℃后颗粒数量浓度趋于稳定,蒸发温度对积聚态颗粒有较大影响。     

新型燃油喷射缸内直喷二冲程汽油机的研究与开发(续2)

5初步试验结果及分析 5．1点火提前角对直喷发动机的影响 转速为4500r／min，节气门10％、50％及100％开度时点火提前角θ（喷油量G和喷油提前角φ保持不变）对油耗和HC的影响如图9所示，图中ge为燃油消耗率。可以看出，点火提前角对油耗的影响趋势大致是一条U型曲线，在一个合适的最佳角度下油耗最少；而在点火提前角不是特别大的时候，它对HC和CO的影响不大。这是因为当点火提前角非常小时，后燃严重；而当点火提前角太大时，缸内燃烧大部分在上死点以前就完成了，从而活塞消耗的压缩负功增加，使得油耗升高。但是若点火提前角太大则会引起爆震从而使HC升高，随着点火提前角的增大，缸内温度上升，NOx就会相应升高，不过总的水平很低。     

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。     

缸内直喷增压汽油机热负荷分析及优化设计

研究了CA4GC气门口喷射(PFI)汽油机缸盖和机体的热负荷,并在此基础上对以CA4GC为基础开发的某缸内直喷(GDI)涡轮增压汽油机热负荷进行了仿真计算.结果表明,与原PFI汽油机相比,该GDI涡轮增压汽油机热负荷明显增大,且有些部位最高温度超过许用限值.通过仿真优化,确定了在两缸之间采用双水孔冷却方案.结果表明.该方案可以较好地降低该GDI涡轮增压汽油机缸套间的温度.从而解决其热负荷问题.