PFI氢燃料内燃机NO_x排放特性的试验研究

对一台4缸进气道燃料喷射(PFI)氢内燃机进行试验,研究当量燃空比、点火提前角和热废气再循环对其NOx排放的影响和这些规律与转速的相关性。结果表明,当量燃空比是决定NOx的关键因素,在当量燃空比大于0.5时NOx排放随当量燃空比的增加急剧上升,在当量燃空比约为0.9时,出现接近10 000×10-6的峰值;且转速越低,NOx排放的峰值越低,峰值对应的当量燃空比越小。当量燃空比在0.5~0.7范围内时,减小点火提前角可大大降低NOx排放,且转速越低,降低的程度越显著;采用热EGR也可显著减少NOx排放,且转速越低,效果越明显。     

超稀薄预混合压燃式内燃机的研究

在对燃料辛烷值重新认识的基础上，提出着火性各异的两种燃料超稀薄预混合后送入气缸内压缩自燃的内燃机试验方案。并在分析试验内燃机特点的基础上探讨了超稀薄预混合压燃的控制及着火性各异的两种燃料选择问题。     

基于RBF优化控制氢燃料发动机点火提前角

基于RBF神经网络构建氢(H2)燃料发动机最佳点火提前角优化模型,对点火提前角进行优化控制,改善H2燃料发动机动力性、经济性以及排放性能。试验结果表明,该模型能预测H2燃料发动机最佳点火提前角,并可以大大减轻标定试验工作量。     

基于较详细机理的氢燃料内燃机排放特性研究

基于Converge软件建立了包含简化化学反应机理的氢燃料内燃机CFD仿真模型,研究了氢燃料内燃机缸内燃烧和NO生成机理。仿真结果表明,氢燃料内燃机缸内燃烧经历了椭球型火焰稳定传播和快速湍流燃烧两个阶段。氢气的燃烧非常迅速,在快速湍流燃烧结束时OH浓度迅速降低,出现温度和NO质量峰值,其后缸内温度逐渐降低,NO质量逐步减小。最终的排放取决于高温区域的峰值温度和NO分解时间。最高温度越高NO的质量峰值越大,降温越快则NO分解越少。采用EGR能降低最高缸内温度,低转速时NO分解充分,因而NO的排放较低。     

稀燃快燃点火电路研究

在电容储能点火系统的基础上,利用火花能量转换原理和能量叠加原理,提出了一种有别于传统发动机点火系的"稀燃快燃点火系"。简要介绍和分析了该点火系的组成及工作原理,对其进行了设计研究,通过试验验证了稀燃快燃点火系比传统点火系具有的优越性。结果表明:该点火系统能够提高点火线圈的次级电压,增加火花持续时间,有效提高点火能量的利用率,改善发动机点火性能。该点火系在进行适当匹配后不仅适用于现代高速、稀燃、高压缩比发动机,而且也适用于传统点燃式发动机。     

车用稀燃电控汽油机排放控制技术研究

应用二次喷油及可变进气技术，形成准均质稀混合气，改善了燃烧过程，扩大了发动机稀燃极限。降低了NOx排放量。综合运用三效催化器和空燃比优化控制技术不仅使HC和CO排放接近零，也使NOx排放进一步降低。采用自主开发的电控系统的稀燃汽油机具有较好的燃油经济性。     

氢内燃机点火能量的试验研究

以1台2.0 L氢内燃机为测试对象,对其点火能量进行了试验研究,探讨了点火能量对功率的影响及最小点火能量随当量浓度、转速和负荷的变化关系。试验表明:点火能量对氢内燃机的功率影响不大;最小点火能量随转速的增加而减小,随负荷的增加先增加而后降低;在Φ<1的范围内,最小点火能量随当量浓度的增加而减小。     

二甲醚均质压燃燃烧的详细化学动力学模拟研究

采用由美国Lawrence Livermore国家实验室提出的二甲醚(DME)详细化学动力学反应机理及其开发的HCT化学动力学程序，对均质充量压缩着火(HCCI)发动机燃用DME的着火和燃烧过程进行了分析。为考虑壁面传热的影响，在HCT程序中增加了壁面传热子模型。采用该方法研究了燃空当量比、进气充量加热、发动机转速和EGR等因素对HCCI着火和燃烧的影响。结果表明，DME的HCCI燃烧过程有明显的低温反应放热和高温反应放热两阶段；增大燃空当量比、提高进气充量温度使着火提前；提高发动机转速和采用冷却EGR使着火滞后。     

小波包分解在氢发动机异常燃烧诊断中的应用

氢发动机燃烧压力信号包含了丰富的燃烧信息,基于压力信号可以应用小波变换法提取异常燃烧信息。鉴于小波包分解继承了小波变换所有的时频局部化优点,并且可以有效地提取微弱燃烧信息,从而能够为信号提供更精细的分析方法。对氢发动机正常燃烧和异常燃烧压力信号进行了小波包分解,提取出小波包能量。通过构造小波包能量特征向量,对氢发动机异常燃烧进行了有效诊断,为消除氢发动机的异常燃烧提供了技术基础。     

小负荷时天然气发动机点火提前角对排放影响的试验研究

在1台改装的JL465Q5天然气发动机上进行了点火提前角对HC,NOx,CO排放影响的试验研究。试验结果表明:在理论过量空气系数附近,相同过量空气系数条件下,CO排放量随点火提前角变化不大,HC和NOx排放随点火提前角增大而升高;稀燃时,点火提前角对排气中各成分的影响减弱,CO和HC排放几乎不随点火提前角变化而变化,NOx排放随点火提前角增大略有升高。在试验转速及负荷条件下,点火提前角对排放中各成分的影响具有一致性。     

基于气缸压力的天然气掺氢发动机最佳点火提前角的研究

由净压力2次导数最大值所在曲轴转角是否在上止点可以判断发动机是否处于最佳点火提前角下工作,通过与由发动机输出扭矩确定的最佳点火提前角相比较,证明净压力2次导数最大值方法可以精确地确定天然气掺氢发动机的最佳点火提前角。在其他条件不变的前提下,随着掺氢比的增加,应该推迟最佳点火提前角。     

点燃式CNG发动机燃烧过程研究

利用混合气形成和燃烧三维模型建立了针对CA6SE1—21N增压点燃式CNG发动机的数值模拟研究平台,并对模型进行了试验验证,同时研究了该发动机混合气形成和燃烧的缸内微观变化历程。验证结果表明,CNG发动机混合气形成及燃烧过程的数值模拟结果和试验结果吻合较好,所选模型适合对CNG发动机进行模拟分析。模拟结果表明,缸内混合气形成可分为大幅度掺混和弱流动混合两个阶段;采用螺旋进气道与平缸盖时,在压缩后期逐渐形成强涡流、低滚流的刚性涡;点火时刻缸内混合气呈上稀下浓的分布,不利于提高点火稳定性和火焰传播速度。     

点火正时对电控稀燃天然气发动机性能的影响

试验研究了点火正时对电控稀燃多点喷射天然气发动机燃烧及排放性能的影响规律。对该发动机转速为1 450 r/min,1 750 r/min,2 050 r/min,负荷为25%,50%,75%,100%的12个工况点进行了试验研究。研究结果表明,在其他燃烧边界条件不变的情况下,点火正时对该发动机输出扭矩及CH4排放影响不大,但是在2 050 r/min,100%负荷工况下,随着点火正时的进一步后移,出现扭矩下降及CH4排放增加的现象。点火正时对NOx排放有显著的影响,同一工况下,随着点火正时的推移,NOx排放明显降低。     

缸内直喷CNG发动机点火提前特性分析

将4气门4缸车用汽油机改装为缸内直喷CNG发动机,在发动机台架试验及燃烧过程试验基础上,对发动机的充气效率、点火提前角进行了基础标定,并分析了发动机的点火提前特性.研究表明:发动机采用缸内直喷,输出扭矩对点火提前角变化敏感;随着点火提前角增大,发动机最高燃烧压力升高,出现最大燃烧压力所对应的曲轴转角逐渐靠近上止点,发动...     

基于爆震控制煤层气发动机点火系统的设计

设计出基于爆震控制的煤层气发动机无分电器独立点火系统,该系统以爆震信号为实时反馈,采用开环和闭环相结合的控制策略;试验结果表明,该系统可精确地控制点火提前角,使发动机性能得到一定的提高。     

内燃机进气系统模拟计算新方法研究

采用一种在概念上和方法上都有别于传统数值方法的全新数值模拟方法———时空守恒元和解元法(SE/CE) ,计算分析了内燃机进气系统各参数对充量系数的影响。并以一台 6缸发动机为对象进行了模拟计算和试验测量 ,以检测该方法的鲁棒性、计算精度和计算效率。     

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...     

天然气发动机燃烧方式分析

根据混合气形成和着火方式将天然气发动机的燃烧模式分成均质混合气点燃、非均质混合气点燃、均质混合气压燃和非均质混合气压燃/引燃4种。分析了这4种燃烧模式针对发动机性能和排放方面的特点,讨论了目前存在的问题。认为目前最有实用价值的模式为柴油引燃天然气非均质扩散燃烧,因为其热效率高于火花点火发动机,与传统柴油机相当,而有害排放物排放却较柴油机明显降低,并且相对于HCCI更易实现。