揭秘汽车及其主要部件工作原理(一)

<正>汽车发动机工作原理汽油发动机的目的在于将汽油转换为运动,以便汽车能够开动。目前将汽油变成运动的最简单方法是在发动机中燃烧汽油。因此,汽车发动机是一种"内燃发动机"——燃烧发生在内部。内部燃烧。目前几乎所有汽车都使用四冲程燃烧循环来将汽油转化为运动。四冲程方式又称作"奥托循环",以此纪念1867年发明它的尼克劳斯?奥托(Nikolaus Otto)。     

进气道对火花点火发动机性能影响的试验研究

提高火花点火发动机缸内空气运动的滚流与涡流强度，可以增加燃烧室中的湍流强度，加快火焰传播速度和燃烧速率，从而改善燃烧过程，提高发动机的动力性，通过对2气门TJ376Q汽油发动机进行试验，设计了新型进气道，稳流试验台检测表明，所设计的新气道涡流比，滚流比和流量系数比原气道都有较大提高，进气系统的流动特性得到改善，提高了发动机的最大扭矩和最大功率输出。     

RCCI发动机及相关基础研究

活性氛围分层压燃(RCCI)是面向压缩点火发动机的一种燃烧新技术,在能够维持压缩点火发动机高热效率的前提下实现氮氧化物(NO_x)与炭烟颗粒(PM)排放同时降低。回顾了RCCI燃烧理论的提出和发展历程,分析了发动机应用现状,提出了当前RCCI燃烧基础研究中亟需解决的关键问题。     

发动机活塞-气缸套间润滑油膜状态测量技术研究

为了更加深入地研究发动机活塞-气缸套间润滑状态,对现有活塞-气缸套间润滑油膜测量技术进行综述,介绍了激光诱导荧光测量法、粒子图像测速法和超声波膜厚测量法的原理、特点及测量条件。     

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。     

用激光多普勒测速仪测量气缸内涡流速度

英国泼金斯发动机公司(Firma Perkins Engines Ltd,Peterborough)与英国牛津原子能研究所(AERE Harwell)合作,用激光多普勒测速仪测量了发动机气缸内的涡流速度。测量结果表明,直到压缩行程终点,基本形成刚体性涡流(K(?)rperwirbel),涡流中心随曲轴转角而变。在压缩行程时,随着活塞向上死点运动,紊流度逐渐变小。文中还将测量值与相应的稳定流动计算值进行了比较。     

丁醇汽油混合燃料在缸内直喷发动机中的燃烧特性研究

为探究丁醇对发动机燃烧的影响,选取甲苯标准参考燃料(TPRF)与各类丁醇的同分异构体的混合燃料进行了发动机可视化试验研究.试验基于直喷点燃式光学发动机,结合高速摄影及缸内压力测试等手段,进行了不同TPRF-丁醇燃料的火焰图像处理及分析,并结合燃烧分析仪测试了发动机的燃烧性能.试验结果表明:正丁醇与TPRF的混合燃料的火焰速率及火焰面积扩张速率最高,而叔丁醇与TPRF的混合燃料最低;丁醇的添加会抑制TPRF的着火倾向,导致燃烧持续期和着火延迟期明显延长,延长效果由大到小依次为叔丁醇、仲丁醇、异丁醇、正丁醇;由于丁醇的热值更低,黏度和汽化潜热更高,掺混丁醇后发动机平均有效指示压力也有显著降低.     

关于汽车的爆震燃烧与表面点火

汽车在日常运行中,常因发动机的爆震燃烧与表面点火现象,产生金属敲击异响,而降低功效并增加油耗。众所周知,汽油发动机一般正常燃烧要经过诱、明、补(诱导期,明显燃烧期,补燃期)三过程。其基本要求必须:1.具有合理的燃烧速率;2.尽可能地完全燃烧。否则将会影响工质在气缸中作功的能力。当火花塞点燃后,其火焰开始     

进气掺氢对柴油-天然气双燃料燃烧特性的影响

为了提高柴油-天然气(DN)双燃料发动机在中、低负荷时的燃烧效率,降低一氧化碳(CO)和未燃碳氢化合物(UHC)排放,以D19高压共轨柴油机为研究机型,构建了发动机燃烧室CFD模型,通过3D-CFD耦合柴油-天然气-氢气(DNH)三燃料化学动力学机理,进行数值模拟,研究了进气掺氢对DN发动机燃烧及排放特性的影响.结果表明:在进气内掺入20％的H2,可促进缸内关键自由基生成,加快天然气(NG)燃烧速率,使燃烧效率达到95.7％,与不掺H2时相比提高了 11.3％;而掺入25％的H2,可使总碳氢化合物(THC)减少49.0％,CO降低37.4％,CO2下降 12.7％.     

滚流对火花点火式发动机性能的影响

火花点火发动机气缸内空气运动的滚流与涡流一样，都可以增加燃烧室中的湍流强度，提高火焰传播速度和燃烧速率，从而改善燃烧过程，提高发动机的动力性能。本文详细介绍了滚流形成机理和影响滚流的气道参数。对2气门TJ376Q发动机的试验结果表明：新进气道的设计提高了缸内空气运动的滚流强度和流量系数，通过进气系统的优化，可以增加发动机最大转矩和最大功率输出，试验在电控燃油喷射下精确控制燃油，降低了最低燃油消耗率。     

发动机内的魔术可变进气歧管技术

前两期我们把发动机可变气门正时技术与大家交流了一番,这次我们将把影响发动机性能的另一大因素——进气系统大卸八块展示给我们的读者。进气系统最重要的部分就是进气歧管,它就是一引导气流的管子,空气经过滤清器之后,在此进行油气混合,并输送到汽缸进行燃烧。由于混合气是具有质量的流体,在进气管中的流动千变万化,工程上往往要运用流体力学来优化进气管的内部设计,例如将进气歧管内壁打磨光滑减少阻力,或者刻意制造粗糙面营造汽缸内的涡流运动。但是,正如前面所说,汽车发动机的工作转速高达每分钟数千转,各工作状态下的进气需求不尽相同。于是,天才的工程师们对进气歧管进行了深层次的开发——让它也能“变”起来。     

奥迪TFSI技术

事出有因:FSI技术,它代表着今后汽车发动机的一个发展方向。在说TFSI之前,先来说说奥迪的FSI专利技术。FSI(Fuel Stratified Injection)即燃油分层喷射燃烧技术,燃油分层喷射技术是发动机稀薄燃烧技术的一种。那什么叫稀薄燃烧呢?稀薄燃烧就是指发动机混合气中的汽油含量低,汽油与空气之比可达1:25以上,使达到燃烧效率高,经济、环保等目的,它代表着今后汽车发动机的一个发展方向。而顾名思义,TFSI就是带涡轮增压(T)     

优质硝基燃料--赛车的骄傲

硝基甲烷是一种工业溶剂,无色、不易燃烧,不燃烧时没有特别的气味。每4.5L(1加仑)硝基甲烷重4.3kg,约是汽油重量的60%多,是纯氧重量的49.5%,它的分子式是CH_3NO_2。将硝基甲烷和少量的能与硝基甲烷相溶的化学品混合,以一定的量供给普通发动机燃烧室,并正常点火,它能爆发出比汽油高两倍的功率。装配良好的、燃烧硝基物的发动机会发出咯咯声和轰鸣声,不用说由于发动机的激烈运动,你的眼和鼻都会受到一     

低噪声活塞——降低活塞销的拍击噪声

相比全浮式活塞销结构,半浮式活塞销具有成本上的优势,但存在活塞销拍击噪声的问题。针对这一问题,分析活塞销发生噪声的机制,同时,开发了一种优化的半浮式活塞销结构。通过测量活塞与活塞销的动态,并与全新的发动机润滑油动态可视化技术(光纤光缆连接法)相结合,分析了活塞销的噪声发生机制。采用光纤光缆连接法,不仅可实现发动机润滑油的可视化研究,还能在实际的发动机运行条件下,利用粒子跟踪测速技术,测量润滑油的流量矢量。上述研究结果与众多的活塞参数研究相结合,有助于通过计算机辅助工程优化活塞形状。本次研究的结果是,经优化的半浮式活塞销结构具有与全浮式活塞销结构相同甚至更低的噪声水平。     

PIV技术在汽车模型风洞中的应用

运用粒子图像测速(PIV)技术对某类车体纵对称面内的尾部流场进行测量;研究了不同雷诺数下尾部流场的变化,并对速度场和涡量场进行定量分析.结果表明PIV技术用于汽车周围复杂流场的测量具有很强的优势,将成为汽车空气动力学试验的一种新的研究方法.     

提高车用发动机能量利用率研究进展

描述了近几年车用汽油机发展的几种新技术,包括GDI和HCCI燃烧技术以及混合动力技术的应用和发展,分析了它们的特点和在节能、环保等方面的作用。介绍了利用发动机排气余热的温差发电技术。论述了利用发动机冷却水余热和排气余热来改善发动机性能的新技术,该技术通过一套发动机后接蒸气动力装置,回收发动机余热能量做功,从而提高发动机能量利用率。探讨了这一新技术的研究内容,展望了它的应用发展前景。     

汽油/天然气两用燃料发动机动力性能实验

在不同的节气门开度、转速、空燃比、点火提前角等运转条件下,对改装的4RB2天然气发动机和原发动机的扭矩、功率等进行测量,实验结果表明,当发动机由燃烧汽油时的工作状态直接变换为燃烧天然气时,发动机的扭矩或功率下降非常大;增大点火提前角和增加点火能量,可使发动机燃烧天然气时的动力性得到改善;发动机燃用天然气时,与浓混合气条件相比稀混合气条件的扭矩在高速时较大,低速时较小。     

柴油机碳烟排放的数值模拟及试验研究

考虑碳烟粒子生成速率同时受控于涡团破碎速率和化学反应速率,提出一种输运控制率与碳烟氧化率混合控制模型进行碳烟计算,并用此模型对一台直喷式柴油机燃烧与排放生成过程进行了多维数值模拟。结果表明,计算模拟结果与试验测量结果吻合较好,且使用该模型能够预测柴油机研究样机的碳烟生成与氧化历程。     

用复合稀释燃烧改善直喷汽油机中小负荷油耗

为了降低直喷汽油机的泵气损失、提升热效率,提出了将稀薄燃烧与废气稀释相结合的复合稀释燃烧(LDC)的路线。在一台缸内直喷汽油机上进行了中小负荷下的试验,以研究影响复合稀释燃烧的因素,测量了发动机燃油经济性、燃烧特性及排放特性。结果表明:在200~600 kPa的平均有效压力下,复合稀释燃烧带来了4%~6%的油耗改善,同时,发动机的NOx排放不会急剧升高。对燃料能量分配的分析表明:稀释燃烧降低了发动机传热损失和泵气能量损失。因而,验证了复合稀释燃烧的可行性。     

汽车用汽油电离子分解器

<正> 美国工程师发明了一种有利于保护环境的汽车用汽油电离子分解器。它有镍、锌、银、铜和锡5种金属制成,呈管形,装在汽车发动机的输油管道中便可发挥作用。使用这种装置能使汽油燃烧得更彻底,从而能减少废气中CO、CO_2和CH的含量。测试结果表明,上述3种的含量分别能减少35％、10％和60％,同时能节省10％～22％的燃油。 这种分解器的工作原理是汽油通过分解器时,运动中的汽油粒子与合金管壁产生静电感应,使汽油粒子变成具有相同极性的微粒。根据同性相斥的