燃烧室几何形状对柴油机燃烧的影响

在汽车直喷式柴油机上,研究不同燃烧室几何形状对燃烧的影响,特别是收口ω燃烧室的影响。 两个普通ω燃烧室和一个收口ω燃烧室,在燃烧过程,发动机性能和排放方面进行比较。由于收口ω燃烧室的燃油喷射到温度较高的气缸壁上,因而减少了着火延迟。 由各个燃烧室紊流特性分析表明,这种燃烧室由于气缸中速度较高,紊流也伴随增加,因而促进了燃烧。从气缸中气体取样分析说明,收口ω燃烧室碳烟较少。通过推迟喷油定时,可使燃油经济性和排放较好。     

发展中的柴油发动机燃烧系统技术

开发燃烧系统技术是为了优化燃油的燃烧,提高发动机的耐久性,增加功率密度。试验证明,通过改变喷油孔直径、压缩比、喷油正时、燃烧室形状、喷油嘴位置和喷射角度等参数能在保证车辆的性能和燃油经济性的前提下,有效地降低柴油机NOx的排     

米勒循环发动机缸内气体流动与燃烧分析

在某1．6L发动机的基础上进行纵向开发,以此来实现高压缩比米勒循环发动机。利用大型三维计算流体动力学（CFD）软件STAR‐CD对采用进气门晚关策略的高压缩比米勒循环发动机进行数值模拟,对比分析了采用两种几何形状活塞的米勒循环发动机的缸内气体流动模式及燃烧过程。计算结果表明：经过结构优化的活塞方案相对于原方案可以获得较优的缸内流动及燃烧特性。计算结果将为实际开发中的高压缩比米勒循环发动机的活塞选型及燃烧室优化提供理论及数据支撑。     

燃烧室形状对天然气发动机燃烧影响的研究

采用试验及三维数值模拟的方法,研究了圆柱、缩口和敞口等燃烧室形状对CA6SE1—21N天然气发动机燃烧性能的影响规律。验证结果表明:天然气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,所选模型适合对天然气发动机进行模拟分析。试验和模拟结果均表明燃烧室形状对火焰传播速度影响较大。在3种燃烧室形状中,缩口燃烧室所对应发动机的燃烧及排放性能最好,圆柱形燃烧室次之,而敞口形燃烧室最差。缩口燃烧室的缩口设计使得该处形成较强的挤流,湍流动能增加且维持期较长,火焰传播速度明显提高,改善了发动机的燃烧及排放性能。     

基于LIVC和双VVT技术的增压直喷汽油机抑制爆震试验研究

在1台涡轮增压缸内直喷汽油机上,利用双可变气门正时(双VVT)技术结合进气门晚关凸轮轴(LIVC凸轮轴)来抑制爆震。在实现爆震抑制策略后,采用更高的几何压缩比来进一步提高热效率,改善发动机的燃油经济性。试验结果表明,在1 300r/min,200N.m这一典型的爆震工况点,通过减小气门重叠角,降低发动机扫气量,可以有效提高燃油经济性。推迟进气门和排气门相位均可以实现对爆震的抑制,结合使用LIVC凸轮,使得发动机抗爆震性能进一步大幅度提升。在原机9.3的压缩比下,点火角得以提前,接近最大扭矩点火角(MBT点)。将几何压缩比由9.3提高到了10.9后,抗爆震性能和原机相当,并明显改善了发动机的热效率,从而进一步改善了燃油经济性。     

进气门延迟关闭对小型商用车柴油机性能的影响

为满足严格的排放法规和燃油经济性要求,乘用车柴油机呈现出低压缩比的趋势。较低的压缩比在降低排放方面具有优势。但是,较高的压缩比对获得更高的理论热效率有益。米勒循环的进气门延迟关闭策略可使压缩比低于膨胀比,这样可以降低压缩行程终点的温度。将米勒循环应用于轻型商用车柴油机,并对其降低排放和燃油耗的效果进行了验证。通过应用米勒循环,降低了日本排放测试循环JE05运行工况下的发动机燃油耗和碳烟排放,并且对氮氧化物排放没有产生负面影响。     

中型柴油机国Ⅴ燃烧系统改进试验研究

在一台满足国Ⅴ排放法规的6缸中型柴油机上,进行了基于大压缩比和小孔数油嘴配合的燃烧系统改进试验研究。试验结果表明,大压缩比燃烧室可提升柴油机缸内燃烧速率,促进燃油经济性的改善,尤其在部分负荷更为明显,但会显著增加NOx排放和爆压水平;小孔数油嘴可弱化柴油机缸内油气混合,降低NOx比排放1~3 g/k Wh,在大喷油正时下经济性影响较小;结合油嘴垫片调节,可进一步优化燃烧室与油嘴配合,改善整机排放性能。通过燃烧系统改进,柴油机在满足国Ⅴ排放法规要求下,万有特性中低速油耗可改进1%~2%。     

混合动力汽车用Atkinson循环发动机的探讨

Atkinson循环利用进气门晚关而不是节气门来控制负荷，减少了泵气损失和压缩功，可以更大程度地将热能转换为机械能,提高发动机热效率，从而降低燃油消耗；进气门晚关使得实际压缩比降低、缸内燃烧温度降低，有利于改善NO2排放。结合混合动力汽车对小负荷采用电动机驱动、大负荷采用Otto循环，中间负荷采用Atkinson循环，能提高整车的燃油经济性和排放性能。     

基于Atkinson循环的混合动力汽车用发动机探讨

Atkinson循环发动机在低速小负荷时性能较差,但混合动力汽车在低速小负荷时采用电动机驱动避开其性能不好的工况范围,使其在中间负荷区域充分发挥优势。Atkinson循环利用进气门晚关控制负荷,减少了泵气损失和压缩功,可以更大程度地将热能转换为机械能,提高发动机热效率,从而降低燃油消耗;实际压缩比的降低使缸内燃烧温度降低,有利于改善NOX排放。采用Atkinson循环能提高整车的燃油经济性和排放性能。     

捷豹/路虎Ingenium I63.0L汽油发动机与轻混MHE技术介绍（二）

正进气门延迟打开模式(LIVO):在启动发动机和怠速运转期间,延迟进气门的打开。气门打开时间较短,并且升程较小,从而可以精确地控制送入气缸的准确空气量。因而在怠速运转期间,燃油经济性得到改善。在冷启动期间,只有少量的冷态空气进入气缸,这意味着发动机更加容易启动。进气门提前关闭模式(EIVC):在低至中等发动机转速期间激活。在凸轮轴轮廓以正常方式关闭进气门之前,系统会以液压方式关闭进气门。这将会减少泵气损失,提高发动机输出并防止燃油混合物意外回流到进气口。     

活塞形状对点燃式天然气发动机性能的影响

结合天然气发动机的性能优化,在一定压缩比下,设计了两种不同形状的燃烧室,对缸内气体流动及燃烧过程进行了数值模拟,并在台架上进行了试验验证。模拟得出了不同结构燃烧室的湍动能、火焰前锋面位置、燃烧放热率等,结果表明,中心凹陷燃烧室效果较好,与中心凸起燃烧室相比,产生的湍流强度较大,燃烧速度更快,克服了天然气燃烧速度慢的缺点,因此动力性和经济性较好,然而NO排放量也较大。     

节能车发动机活塞改进设计

为提高发动机效率,节省燃油,文章根据发动机的功率压缩比特性,结合节能车发动机的实际情况,制作出相应形状的压缩比块以使其满足一定压缩比的要求来达到节油的目的。利用pro／e软件建模,用wave软件进行功率曲线模拟。根据仿真结果初步估计压缩比,并结合进排气门大小及发动机燃烧室形状的限制制作让坑,得出在发动机现有情况下最佳压缩比块的形状。,大量试验证实：加入压缩比块,适当提高压缩比可以较好地改善发动机的燃油经济性。     

Accord插电式混合动力车用新型汽油机的开发

作为本田公司的下一代发动机系列,配装于Accord插电式混合动力车的新型2.0 L汽油机具有燃油耗低和排放性能好的特点。采用可变气门正时及升程电子控制系统,具有2种特定凸轮(即功率凸轮和燃油经济性凸轮)。功率凸轮作用持续期短,用于大功率输出和发动机起动;燃油经济性凸轮作用持续期长,可通过延迟进气门关闭正时,获得阿特金森循环效应。还采用了冷却废气再循环(EGR)技术,并对控制系统进行了改进,实现了低燃油耗目标。首先,能确保EGR阀前后压差的新型控制系统改善了EGR流量的控制性能。其次,改进了扭矩控制,可以预测因点火延迟引起的发动机扭矩下降。驱动性和燃油经济性在极苛刻的条件下保持原有水平。最后,采用了基于大气压力改变运行点的控制技术,即使环境发生变化,仍可保持低油耗性能。开发了混合动力车用催化转化器的新型快速预热系统。在发动机起动阶段,通过改变电机运行来控制发动机负荷,这样可有效预热催化转化器,从而使尾气排放降低到能满足特超低排放车SULEV 20标准的水平。     

单缸风冷汽油机高压缩比燃烧室的优化设计仿真研究

针对燃油经济性问题,论文以非道路单缸风冷170F汽油机为研究对象,高热效率为核心目标,运用仿真软件对燃烧室形状和压缩比进行优化。在保证不发生异常燃烧的前提下,使用CONVERGE建立仿真模型,并设计仿真了四款高压缩比燃烧室对发动机性能的影响。通过对仿真数据的具体分析来确定较为理想的燃烧室模型。研究结果表明,在自身小型强化技术进一步完善的前提下,可考虑轻微爆震的压缩比情况,此时压缩比为10.5,整机指示热效率较原机提升46.61%,理论燃油消耗率下降至252.69 g/(kW·h),较原机下降31.79%。该种燃烧室改良方法有较好的节能减排前景,在同类机械不同机型上有一定的应用普适性,具有实用推广的能力。     

双层分区燃烧系统对高强化柴油机性能的影响

柴油机的燃烧系统是混合气形成质量的关键。为改善某高强化柴油机的燃烧和排放性能,在保证原机压缩比不变的条件下,设计了一种双层双弧脊分区燃烧系统——双层燃烧室匹配双排喷孔,并基于计算流体力学软件Converge进行数值模拟,研究不同上下排喷孔油束夹角对缸内燃烧和排放的影响。研究结果表明:新设计的燃烧系统的燃烧和排放性能均优于原机,上下排喷孔油束夹角会影响燃油在上下层弧脊处的分配,较大的上排喷孔油束夹角有利于对燃烧室顶隙空间的利用和上层弧脊下侧混合气的形成,较小的下排喷孔油束夹角有利于燃烧室底部凹坑附近空气利用率的提高和混合气分布范围的增加。因此,需要对上下排喷孔油束夹角进行合理的选择和匹配,使得发动机的整体燃烧和排放性能达到最优。     

降低车用直喷式柴油机有害排放污染物的试验研究

为了满足车用柴油机未来的排放限值，需采取有效措施改善燃烧过程，在保持良好的燃油经济性的同时，大大降低在害排放物。本文对燃烧室几何形状、喷油压力、喷嘴类型等进行了匹配试验。结果表明，重新匹配的６１１０型柴油机废气排放可满足欧洲法规Ⅰ的要求。     

EVCT对直喷汽油机燃烧和微粒排放的影响

本文研究了排气门关闭正时（EVCT）耦合点火正时（IT）对火花点火汽油直喷（GDI）发动机在5种不同工况下燃烧、性能和微粒排放的影响。研究结果表明，EVCT的延迟导致燃烧持续期（CA5-CA90）延长和燃烧中心（CA50）延迟。而IT的提前可以提前CA50，缩短燃烧持续期。EVCT结合IT可有效改善发动机油耗和微粒排放，有效燃油消耗率（BSFC）可降低4.66%，微粒总数最多可减少95%。随着负荷或转速的增加，EVCT对微粒排放和燃料消耗的影响减弱。     

米勒循环对增压汽油机部分负荷影响的试验研究

基于一台3.0L排量的增压汽油机,通过更改凸轮型线和提高压缩比,研究了米勒循环对部分负荷泵气损失和燃油经济性的影响.试验结果表明:进气门晚关策略对米勒循环泵气损失的改善范围为平均有效压力低于0.6MPa,而平均有效压力高于0.6MPa时,需要将进气门关闭时刻接近进气下止点,提高充气效率来保证缸内足够的进气量;进气门晚关结合有效膨胀比的提高,两者共同改善了平均有效压力低于0.6 M Pa时的燃油经济性,而平均有效压力为0.6~0.8MPa时,燃油经济性的改善主要归功于有效膨胀比的提高,平均有效压力高于0.8MPa时,米勒循环的燃油经济性出现了恶化.     

进气门关闭状态下喷油时刻对汽油机性能的影响

为了改善进气道喷射式发动机性能,采用台架试验和数值计算的方法对喷油时刻与进气道喷射式汽油机性能之间的关系进行了研究。研究结果表明：在进气门关闭状态下进行燃油喷射,发动机运行工况不同,喷油时刻对发动机性能的影响规律不同,小节气门开度时推迟喷油时刻会导致 HC 排放升高和发动机动力性下降,大节气门开度时喷油时刻的改变对发动机性能的影响可以忽略。通过数值计算分析发现该变化规律与附壁油膜挥发速率有直接关系,在小节气门开度条件下,附壁油膜无法完全挥发,会增加燃油以液态形式进入气缸的量,从而使发动机性能下降,而处于大节气门条件下,较高的机体温度使得附壁油膜挥发速率加快,降低液态燃油的量,从而改善发动机性能。因此,进气道喷射发动机可以在小节气门开度时采用两次燃油喷射方式提升发动机性能,而在大节气门开度下则无需考虑喷油时刻的影响。     

电控液压驱动可变气门机构的应用研究

在1台装备了自主开发的电控液压驱动可变气门机构的进气道喷射单缸试验发动机上,成功地实现了汽油机SI燃烧和可控自燃(CAI)燃烧。研究结果表明,采用自主研制的电液无凸轮轴气门机构能够实现可变气门定时及可变气门开启持续期;该机构在SI模式下能满足发动机的动力性要求且燃油经济性和CO,HC排放有所改善;通过排气门早关、进气门晚开策略,在转速为1 000 r/min、过量空气系数为1的工况下,进气门开启506~511°CA,排气门关闭242~278°CA气门正时范围内实现了CAI燃烧,CAI燃烧获得的最大平均有效压力可达0.395 MPa。