重型发动机喷油嘴结焦试验方法的开发

当今,柴油机仍是最常见、最高效的移动式能源转换设备。尽管如此,它还是受到许多问题的困扰,如喷油嘴的结焦。由于引入更先进的喷油系统和燃用更为多样的燃料（包括生物燃料）,这个问题变得更加复杂。现在的喷孔尺寸比以前更为细小,因此对结焦更为敏感。已有2种经欧盟委员会批准的柴油机结焦试验方法,但还没有公认的适用于大型发动机的结焦试验方法。以大型发动机为基础,采用含锌量为1×10-6的B10生物柴油,在单缸发动机上进行研究,目的是开发一种简单、快速的结焦试验方法。为了与实际应用情况相符,采用1台满足欧5排放标准的高功率发动机,在几个实际负荷工况点进行试验。研究了发动机在各种转速最大负荷点的结焦倾向,在此基础上确立一种重复性好、便捷的单一负荷点6 h试验法,试验中途保温1 h,以产生显著的结焦。用嵌装热电偶的喷油器测得喷嘴平均温度约为255℃。根据试验中测得的功率损耗评价结焦状况,并在流量试验台上予以验证。此时从喷油器上拆下喷嘴,在结焦试验前后单独测量流量,以判断喷嘴结焦产生的影响。由于试验的初始状态极为关键,因而发动机的运转工况十分重要。试验结果显示,发动机在50%负荷状态下运行不会对结焦产生显著影响,并且,整夜保温后功率输出平均升高1.2%,而缩短保温时间对积炭的形成没有显著影响。     

现代汽车柴油机柴油滤清器系统的研究

不同磨粒粒度对现代汽车柴油机供油系统泵喷嘴柱塞偶件磨损的试验研究结果,提出对现代汽车柴油机柴油滤清器的要求:必须将保证必要的过滤精度、防止精密偶件的磨损放在第一位,并提出其绝对过滤精度应小于3μm。基于高精度滤纸对柴油机柴油滤清器使用寿命和水对高精度柴油滤清器使用寿命影响的试验研究,提出现代汽车柴油机的柴油滤清系统应采用两级过滤,第一级应由油水分离器和柴油粗滤器组成,第二级应由高精度的滤纸承担柴油精滤的任务,以满足绝对过滤精度小于3μm的要求。     

现代汽车柴油机柴油滤清器系统的研究

不同磨粒粒度对现代汽车柴油机供油系统泵喷嘴柱塞偶件磨损的试验研究结果，提出对现代汽车柴油机柴油滤清器的要求：必须将保证必要的过滤精度、防止精密偶件的磨损放在第一位，并提出其绝对过滤精度应小于3μm。基于高精度滤纸对柴油机柴油滤清器使用寿命和水对高精度柴油滤清器使用寿命影响的试验研究，提出现代汽车柴油机的柴油滤清系统应采用两级过滤，第一级应由油水分离器和柴油粗滤器组成，第二级应由高精度的滤纸承担柴油精滤的任务，以满足绝对过滤精度小于3μm的要求。     

车用柴油机可变喷嘴涡轮增压器电控系统研究

在CA6DE柴油机上,对自主开发的可变喷嘴涡轮增压器(VNT)电控系统进行了多轮匹配试验,并进行了实车道路试验,找出了CA6DE柴油机VNT电控系统的控制策略和最优MAP。在VNT电控系统中采用适合于柴油机上控制的硬件电路和PID控制算法,以达到对VNT喷嘴环开度进行精确的控制。试验结果表明,与采用普通涡轮增压器相比,采用VNT电控系统可以提高柴油机扭矩20%、降低烟度25%～50%、降低油耗5%。     

增压柴油机上混燃乙醇的试验研究

通过在增压柴油机上燃用柴油和混燃一定比例的乙醇的对比试验,研究了混燃乙醇对柴油机工作性能和排放特性的影响。试验表明,在柴油里混燃一定比例的乙醇可以降低燃油消耗率,提高柴油机的有效热效率;同时,混燃乙醇对柴油机的功率影响较小,完全能够满足柴油机的各工况运行需要。     

基于XUD-9台架的煤液化调和柴油清净性试验研究

采用不同组分的煤液化调和柴油和国Ⅵ柴油分别进行XUD-9台架试验,试验结果表明:在不加任何清净剂的情况下,使用煤液化调和柴油的喷嘴空气流量损失率为72.36%,使用国Ⅵ柴油的喷嘴空气流量损失率为85.93%;在两种油品中分别加入相同剂量的保洁型清净剂和清洗型清净剂之后,使用煤液化调和柴油的喷嘴空气流量损失率分别为21.36%和12.25%,使用国Ⅵ柴油的喷嘴空气流量损失率为67.32%和19.23%。另外在煤液化调和柴油和国Ⅵ柴油中分别加入不同梯度的保洁型清净剂,随着剂量的增加,煤液化调和柴油对清净剂的敏感性优于国Ⅵ柴油。     

生物柴油的排放特性试验研究

对一台轿车用柴油机燃烧低比例生物柴油的排放污染物进行了试验研究,分析了不同配比的生物柴油燃烧污染物随发动机转速、发动机负荷的变化规律.试验结果表明:生物柴油可以有效地降低柴油机的排气污染物,尤其是烟度污染物;随着生物柴油掺混比例的增加,烟度和THC污染物的排放呈线性下降,而CO和NOx排放物的变化受发动机的转速和负倚影响很大.     

燃用费托柴油对国Ⅳ柴油机性能的影响

针对某高压共轨柴油机,进行了分别燃用国Ⅳ柴油、70％国Ⅳ柴油与30％费托柴油混合油以及纯费托柴油的外特性试验和ESC排放试验,研究了3种油样对柴油机动力性、经济性和排放性的影响.结果表明,随着燃料中费托柴油比例的提高,发动机动力性有所恶化,但燃油经济性逐渐提高;CO、NOx、PM以及温室气体CO2排放明显降低,但下降程度并不与掺混的费托柴油比例呈线性关系.     

掺烧比对电控共轨柴油机燃用 LNG-柴油双燃料燃烧特性的影响

为了在柴油机上使用液化天然气（LNG）,将电控共轨柴油机改装为柴油引燃天然气的双燃料发动机,通过天然气喷嘴将 LNG 喷入进气管。利用双燃料发动机台架试验,对比分析了转速为1200 r／min ,100％负荷下,掺烧比对电控共轨柴油机燃用 LNG‐柴油双燃料燃烧特性的影响。研究结果表明,随着掺烧比的增大,双燃料发动机的缸内压力先升高后降低,压力升高率和瞬时放热率增大,峰值压力循环变动系数增大。     

燃用较差油品对国五SCR柴油机性能和排放影响的试验研究

对两台相同的国五SCR柴油机,分别燃用国三柴油和国五柴油进行了125h耐久台架试验,以模拟北京市国五车辆驶出北京后较长时间燃用较差油品后的性能和排放劣化情况。在耐久试验前后,均使用国五柴油进行了性能和排放试验,作为参照。结果表明:燃用国三柴油对国五柴油机的动力性影响不大;但柴油机的排放劣化程度明显加重。     

喷油器结构对柴油机性能影响的研究

着重介绍了对某大功率高速柴油机喷油器针阀体结构进行的改进研究,以改善喷油器的喷雾特性以及提高其流量,同时通过柴油机整机性能匹配试验,研究喷油器结构对柴油机整机性能的影响。     

CA4D32—12柴油机喷油器及喷油泵的匹配试验研究

对CA4D32—12柴油机进行了喷油器及喷油泵的匹配试验研究。选择不同的喷油器孔径、喷孔夹角及具有不同结构参数的喷油泵进行排放及性能试验,就这些因素对排放及性能的影响进行了分析,确定了喷油器和喷油泵的优化匹配方案。试验结果表明,通过优化匹配提高了CA4D32—12柴油机的排放性能指标,使其在满足欧Ⅱ排放标准的同时,外特性最低燃油消耗率达到了209 g/(kW.h),提高了燃油经济性。     

车用电控柴油机喷油器匹配仿真分析研究

本文介绍了车用电控柴油机喷油器匹配仿真分析研究过程。研究结果表明:GT-POWER软件可用于车用电控柴油机喷油器匹配仿真分析研究;所建立的仿真模型能准确模拟车用电控柴油机实际运行工况;确定了C型喷油器为本次仿真计算的最优匹配选择。     

在柴油机上燃用乙醇柴油的试验研究

在柴油机上对分别使用多孔喷油嘴和伞喷喷油嘴进行了燃用乙醇柴油的试验研究。结果表明,在柴油机上燃用乙醇柴油后能够达到原机的功率,柴油机的排放状况有很大的改善,热效率有一定的提高,排气温度和最高燃烧压力基本不变。伞喷喷油嘴的效果好于多孔喷油嘴。     

高原环境柴油机喷嘴内部流场与缸内温度场的三维数值模拟

采用广安博之等准维模型,建立柴油机高原运行工作过程模型;通过环境模拟台架试验验证了模型的可信性。将准维计算结果作为喷嘴内部气液两相流动和缸内燃烧三维模拟的初始条件,就高原低压、低温、低氧条件对喷孔内燃油流动状态与分布、缸内燃烧过程的影响进行三维数值模拟。海拔3 700m计算结果表明:与平原环境相比,柴油机喷嘴内空穴现象加剧,燃油流动速度增加,喷孔出口燃油分布不均匀度增加;缸内燃烧平均温度比平原最多高出300℃且分布不均匀,燃烧室局部热负荷偏高。研究初步揭示了高原环境柴油机性能劣化机理,为通过优化缸内喷雾和燃烧过程改善高原运行发动机性能提供参考。     

基于AMESim的柴油机喷油器的仿真研究

喷油器是柴油机燃油喷射系统的重要组成部件,喷油器性能的好坏直接影响柴油机的整机性能。为了确定不同结构参数对喷油器喷射性能的影响过程,利用AMESim系统仿真软件建立了某柴油机喷油器仿真模型,分析了关键结构参数变化对针阀运动速度、喷油流量和喷油量等的影响规律,研究结果对喷油器的结构设计及改进具有一定的参考价值。     

直喷式柴油机燃烧系统三维可视化设计

本文提出一种能够实现三维可视化的燃烧室内燃油分布和喷雾着壁特性计算的方法。该方法可适于任意形状的燃烧室，能反映出喷油压力，喷油嘴结构及安装位置，进气涡流比等参数与燃烧室形状的匹配关系。对采用梅花型缩口燃烧室的ＣＡ６１１０型柴油机，进行了计算分析及实验研究，对本文的方法进行了验证。     

轻型车用柴油机直喷燃烧系统的研究

本文论述了轻型车用柴油机直燃燃烧系统及工作过程组织的特点，分析了小缸径高速柴油机直喷时遇到的问题，介绍了采用节流轴针式喷油器及双喷油器的小缸径高速柴油机直喷系统的有关研究结果。实验证明，通过工作过程的有效组织。采用这种燃烧系统的柴油机性能可达到与采用传统直喷燃烧系统的柴油机性能基本相当的水平。     

可变喷嘴涡轮增压器与发动机的匹配分析

通过可变喷嘴涡轮增压器与发动机的匹配试验测得增压压力和排气压力值,结合发动机的结构参数,计算了发动机的流通特性,建立了可变喷嘴增压器与发动机的联合工作曲线。对联合工作曲线的分析表明设计的可变喷嘴涡轮增压器与发动机匹配良好,不会出现喘振和阻塞。     

柴油机喷油嘴三维有限元热分析

提出了确定柴油机喷油嘴传热边界条件的方法,用该方法建立了某柴油机喷油嘴的传热边界条件,并对喷油器工作时喷油嘴的复杂热负荷进行了三维有限元分析,得出了喷油器工作时喷油嘴的温度场、热变形及热应力。