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。     

电喷汽油机起动及暖机过程HC排放的测试分析

根据实测的催化器入口、出口温度及HC排放浓度，结合示功图对电喷汽油机冷起动时HC排放量在台架上进行了模拟分析，将起动过程以节气门突开为界，划分为3个阶段，其中HC主要排放量发生在开始超导 劝到节气门开这一段时间内。适当提高空燃比及匹配合适的点火提前角。促使缸内发生不完全燃烧，则未燃HC在排气管内可继续燃烧，使得最终排出的HC量降低。在节气门开后，也可通过控制点火提前角，使缸内发生不完全燃烧，将燃烧延续到排气管内，即可降低HC排放量，也有助于加速催化器起燃。     

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...     

点燃式发动机缸内未然HC的研究现状及趋势

本文系统地阐述了点燃式发动机缸内未燃ＨＣ的研究现状，详细总结归纳了缸内未燃ＨＣ的生成机理，数值模拟和氧化过程，并展示了今后的发展趋势。     

车用汽油机稀薄燃烧的实现及排放特征分析

研究了车用465汽油机稀薄燃烧的实现与机内净化策略,借助于缸内存在的滚流运动,采用适当的气道内喷射方式,实现了均质稀薄燃烧,不同负荷时的稀燃极限可达21~22,分析了汽油机稀燃排放的特征,NOx排放先升高后降低,HC和CO排放明显降低,合理控制稀燃空燃比,可降低NOx排放。     

燃空当量比对甲醇发动机燃烧及非法规排放的影响北大核心

基于一款经柴油机改装的缸内直喷点燃式甲醇发动机,使用三维流体动力学模拟软件AVL-Fire耦合甲醇氧化反应机理,研究了不同燃空当量比对缸内混合气浓度分布、燃烧特性及未燃甲醇和甲醛排放的影响。结果表明:当燃空当量比增加时,缸内最高燃烧温度、最高燃烧压力及放热率峰值均显著升高,甲醛和未燃甲醇排放均得到改善;当燃空当量比从0.33增加到0.67时,最高燃烧压力、燃烧温度和放热率峰值分别增加65%,72%及51%;燃空比超过0.4时,未燃甲醇及甲醛排放急剧减小,且主要集中在气缸壁附近。     

点燃式发动机缸套壁面油膜HC生成的研究

本文利用雷诺类比法研究了点燃式发动机缸套壁面润滑油膜中未燃HC的生成和释放过程，研究了结构和运转参数对润滑油膜中未然HC生成量的影响．计算结果表明：提高缸套壁面润滑油温度，提高发动机转速，燃用较稀混合气以及使用低压缩比等措施均能减少缸套壁面润滑油膜中未然HC的生成或释放量，达到降低发动机未燃HC排放的目的．     

气体燃料发动机排气道中HC氧化的CFD研究

利用计算流体力学(CFD)软件耦合详细化学反应机理对气体燃料发动机排气过程中未燃HC在排气道的氧化及对甲醛(CH2O)生成的影响进行了研究。研究表明,未燃HC在排气道存在氧化反应,浓度约减少30%;排气温度对HC氧化和CH2O生成有较大影响;CH2O对HC氧化有促进作用;HC的氧化会使CH2O浓度升高或降低,这取决于CH2O浓度与HC浓度的比值。     

MPI+GDI发动机稀薄燃烧性能研究

为了研究甲醇替代比和过量空气系数对复合喷射发动机稀薄燃烧及排放特性的影响,本研究基于1台自行改造的包含甲醇进气道喷射和汽油缸内喷射(M PI+GDI)的光学复合喷射系统发动机,建立三维仿真模型,进行缸压试验验证,研究稀薄燃烧条件下不同过量空气系数和甲醇替代比下缸内燃烧和排放特性.研究结果表明:随着过量空气系数的增大,火焰传播变慢,放热率峰值出现也晚,后燃现象增强,缸内压力峰值降低且相位推迟,指示热效率呈上升趋势;CO和NO x排放下降,未燃碳氢化合物(THC)排放先降后升,过量空气系数为1.4时最低,原因是适当增加过量空气系数可使燃烧更充分,但是过量空气系数过大导致燃烧不稳定.随着甲醇替代比增加,缸内压力峰值不断增加且相位提前,高甲醇比例的燃料燃烧速度快,燃烧重心前移,排气温度降低,NO x排放增加,T HC排放先降后升,CO排放降低.研究结果为甲醇汽油复合喷射发动机的参数优化设计提供了理论依据.     

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。     

TGDI发动机二次喷射优化对排放特性的影响

研究了不同的二次喷射优化策略对涡轮增压直喷汽油机未燃HC和炭烟的影响情况。通过适当的喷油配比、喷油时刻改善燃烧室内燃油混合气分布情况。利用多因子扫描组合,对某工况下不同喷油配比、喷油时刻组合进行了试验研究。结果表明,采用适当的喷油配比、恰当的喷油时刻,能够使油气混合质量较好,炭烟与未燃HC均会减少,排放改善趋势显著。     

甲醇-汽油复合喷射发动机燃烧排放性能研究

为了研究不同比例甲醇和汽油混合燃料对发动机燃烧排放性能的影响,对1台1.4 L缸内直喷发动机加装了进气道喷射系统,改造为甲醇进气道喷射(MPI)+汽油缸内直喷(GDI)发动机,运用CFD技术建立该发动机模型,对不同甲醇热值替代比下的缸内混合气形成、燃烧和排放特性进行了研究。研究结果表明:在混合气形成方面,随着甲醇替代比的提高,缸内温度逐渐下降(但在点火时刻缸内温度下降趋势减缓),未蒸发燃料质量迅速增加。在缸内燃烧方面,提高甲醇替代比能够有效地加速缸内燃烧过程,提高缸内峰值缸压和峰值放热率,缩短滞燃期和燃烧持续期,使燃烧重心提前,但较高甲醇替代比下加速燃烧过程趋势减缓。在排放物生成方面,随着甲醇替代比的提高,NO_x排放逐渐增加,CO总排放量降低,但峰值CO量却呈现先增后减趋势,THC排放逐渐增加,其中大部分为未燃甲醇。     

丁醇-柴油双燃料发动机的燃烧和排放特性试验研究

为了深入研究丁醇同分异构体在双燃料发动机上燃烧和排放的差异,基于1台重型6缸涡轮增压柴油机,在转速1 500 r/min、缸内循环总能量1 280 J/cycle工况下,针对正丁醇-柴油和异丁醇-柴油双燃料的燃烧和排放特性进行了试验研究。研究结果表明:随着柴油喷射定时的提前,正丁醇-柴油和异丁醇-柴油双燃料燃烧的最大缸内压力相位、放热率峰值相位和θ_(CA10)提前,最大缸内压力、缸内最高平均温度和燃烧持续期增加,放热率峰值和最大压力升高率先增大后减小,HC,CO和颗粒物排放降低,而NO_x排放先增加后减少。在相同的柴油喷射定时和丁醇替代比条件下,相比于正丁醇-柴油双燃料燃烧,异丁醇-柴油双燃料燃烧的θ_(CA10),θ_(CA50)和θ_(CA90)均提前,滞燃期和燃烧持续期变短,最大缸内压力、放热率峰值和最大压力升高率降低,HC和NO_x排放较高,而CO和颗粒物排放较低。     

润滑系统对汽车性能的影响及解决方案

一、润滑系统对发动机排放性的影响 未燃HC是点燃式发动机排放的一种主要有害物。HC排放除源于燃烧过程中有较少的HC物质未发生燃烧外，主要来自燃烧室内的空隙作用、燃烧室壁的淬熄作用、燃烧室沉积物对HC的吸附／脱附作用、以及排气门导管的渗漏等。汽缸表面润滑油膜对汽油蒸气的吸收／解吸作用。对HC排放也产生一定程度影响。     

喷射时刻对甲醇发动机燃烧及非法规排放的影响

针对甲醇发动机低温冷起动困难,在一台由1130单缸柴油机改造的直喷火花点火甲醇发动机上,利用商用CFD模拟软件AVL-Fire耦合甲醇氧化反应机理,通过电热塞将进气温度加热到283 K,研究了喷射时刻对甲醇发动机低温(266 K)冷起动燃烧及非法规排放的影响。结果表明:推迟喷射时刻能够改善缸内燃烧,使得缸内混合气能够得到较为充分燃烧,减小未燃甲醇排放,当喷射时刻由53°BTDC推迟到49°BTDC时,未燃甲醇排放显著减少;喷射时刻由57°BTDC推迟到49°BTDC时,甲醛排放增大,但当喷射时刻继续推迟到45°BTDC时,缸内最高燃烧温度超过1 200 K,使得甲醛快速氧化,甲醛排放显著减少。     

基于局部线性模型树的高压共轨柴油机排放模型

为研究面向闭环控制的柴油机在线排放模型,以1台高压共轨、涡轮增压中冷柴油机的转速、扭矩、空燃比、燃烧始点、燃烧重心、燃烧终点、最高燃烧温度、最大缸内压力等运转和燃烧的各项参数为基础,运用局部线性模型树对排放物HC,CO,CO2,NOx和烟度进行了仿真研究。研究结果表明,以转速、扭矩、空燃比为输入时,CO,CO2,NOx的仿真结果与试验值具有较好的一致性,以转速、扭矩、空燃比、燃烧重心为输入时,HC、烟度的仿真结果与试验值具有较好的一致性。各排放的期望响应与仿真输出的平均误差在10%以内,线性回归相关系数达到0.96以上。各个排放物的仿真过程单独进行时,可以得到较好的仿真效果。因此,局部线性模型树模型适用于高压共轨柴油机排放物的仿真。     

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。     

缸内直喷醇类燃料发动机的燃烧与排放特性

根据所测的示功图和排放,分析了一台采用火花点火、缸内直喷周向分层燃烧系统的发动机在燃用甲醇和乙醇时的性能和燃烧特性。研究表明,醇类燃料发动机的燃烧由预混燃烧与扩散燃烧组成,具有非常快的燃烧速率,而且非常稳定,ATDC(3°CA～6°CA)就燃烧完50%燃料,循环变动小于6%。与燃用乙醇相比,燃用甲醇时滞燃期较短,燃烧速率较快。由于采用分层燃烧,醇类燃料发动机具有与直喷柴油机相当的热效率,在负荷特性上,燃用醇类燃料时的NOx排放仅为柴油机的10%～40%,且能实现无烟燃烧,CO排放的增加低于1%,HC排放高于柴油机。     

重型柴油机燃用不同柴油替代燃料的性能研究

对乖型柴油机燃用纯柴油、体积混合比例为1:9的天然气合成油(GTL柴油)与柴油混合燃料(G10)、体积混合比例为1:9的生物柴油与柴油混合燃料(BD10)、纯GTL柴油(G100)及纯牛物柴油(BD100)5种燃料的动力性、经济性及燃烧特性进行了研究.结果表明,BD10、G10与纯柴油有相似的燃烧特性,额定转速F G100的缸内工作压力增大,BD100的缸内工作压力显著降低;G10油耗较之BD10降低2.43%,功率较之BD10平均高2.78%;与燃用纯柴油的油耗相比,G100平均降低2.62%,BD100平均高出13%;除NOx排放外,生物柴油在降低CO、HC、PM的排放上均有所改善.     

进气温度和燃料辛烷值对HCCI发动机排放的影响

对不同的进气温度、燃料辛烷值和燃空当量比对均质压燃(HCCI)发动机的排放特性进行了研究。研究结果表明,随着进气温度的提高和燃空当量比的增大,HC和CO排放逐步减少,而NOx排放一直较低;低进气温度下,燃料的辛烷值对HCCI发动机的排放影响较大,辛烷值越大,HC和CO排放量越大,NOx排放值突增拐点的燃空当量比越大;高进气温度下,燃料辛烷值对HC和CO排放的影响很小,燃空当量比对NOx排放值出现拐点的影响作用基本消失。