内部EGR对HCCI燃烧及自由离子生成影响的数值研究

首先运用GT-Power和Chemkin软件建立HCCI发动机仿真试验平台,模拟了HCCI单缸试验样机的工作过程,计算出不同气门负重叠角时的内部EGR率.接着研究了不同的内部EGR率对自由离子生成和HCCI燃烧过程诸参数的影响,包括对最高燃烧温度、最大爆发压力、燃烧始点、燃烧持续期和CHO+与H3O+的摩尔分数的影响.最后探讨了仿真模型中引入Warnatz离子生成机理进行离子电流信号产生机理模拟研究的可行性.     

基于离子电流积分信号的HCCI失火控制

搭建了HCCI汽油机试验台,并通过试验为其离子电流检测系统及其信号积分电路选定合适的参数。分析了不同燃烧工况下的离子电流积分信号特征及其与燃烧的相关性,最后对低速小负荷工况HCCI失火循环进行了基于离子电流积分信号反馈的循环内补火闭环控制的试验研究,结果表明,离子电流积分信号可作为失火的判断标准,而循环内补火可有效地引燃混合气,降低HC排放。     

柴油机工况参数对离子电流影响的试验研究

在1台改装的4缸高压共轨柴油机上,结合自行开发的柴油机离子电流检测系统,研究了EGR率、转速、冷却水温度等工况参数对柴油机离子电流特性的影响.研究结果表明:柴油机离子电流的峰值和积分值随着EGR率和转速的增大而降低,并随着冷却水温度的升高而上升;不同工况参数下,离子电流相位CAI50总是滞后于燃烧相位CA50,同时离子...     

基于燃烧离子传感技术的发动机指示转矩实时估计

提出了一种基于缸内离子传感技术的发动机指示转矩估计方法.通过对发动机缸内燃烧生成离子电流的时域及频域分析,探讨了燃烧离子电流特征值与发动机指示转矩之间的关系.试验结果表明:在时域上,离子电流第二峰电压的大小和位置与发动机指示转矩具有良好的对应关系;在频域上,对离子电流信号进行了傅立叶变换后,其基频下的幅值与转矩对应关系更明显,因此,采用频域分析方法进行发动机转矩估计具有更高的精度,实时性也好.     

高压缩比直喷汽油机离子电流与燃烧特性的研究

本文中通过对奥迪EA888 2.0L TFSI直喷汽油机进行台架试验,对比研究了压缩比改变前后发动机的离子电流与燃烧特性。结果表明:提高压缩比可使燃烧相位和离子电流相位提前;离子电流起始相位Ion10和离子电流差分谷值相位dIonvalley在反映燃烧相位时具有一致性,始终滞后于燃烧始点CA10和燃烧中心CA50一定的曲轴转角,约10°CA;压缩比从9.6提高到11.5,IMEP可上升约0.02MPa,相应指示热效率提高2%~3%;离子电流积分值Ionint与IMEP有很强的相关性,能够准确反映IMEP的变动;高压缩比使发动机爆燃倾向加剧,而离子电流振荡幅值fIonm和差分峰值dIonpeak与爆燃强度有很强的正相关性。     

空燃比对离子电流信号影响的试验研究

利用自主研发的火花塞离子电流信号采集与分析系统,在1台4行程,4气门的丰田8A发动机上,采集了3种负荷下不同空燃比的火花塞离子电流信号,分析研究了空燃比与火花塞离子电流信号的3个典型特征参数的相关性。结果表明,离子电流信号的峰值(Ip)、信号对时间的积分值(S)及信号延续期(Tms)等特征参数值在空燃比为13左右时呈现最大值,而当混合气变稀或变浓时,这些特征参数值都将有不同程度的降低。     

进油温度对生物柴油燃烧压力及循环变动的影响

在1台两缸直喷式柴油机上对比测试了生物柴油的燃烧特性,分析了进油温度对发动机峰值燃烧压力分布以及循环变动率的影响。结果表明,随着进油温度的增加,生物柴油发动机表现出如下燃烧特性:燃烧延迟,高负荷时延迟更明显;峰值燃烧压力降低,其循环分布向低值偏移;峰值燃烧压力分布最高值增加且其循环变化幅度明显降低,循环变动率降低,循环变动减弱;负荷或转速增加均导致循环变化幅度明显降低,循环变动减弱。研究结果证明,进油温度对燃用生物柴油的燃烧压力及其循环变动有重要影响,进油温度增加可以提高燃烧稳定程度,从而改善燃烧过程。     

富氧燃烧发动机缸内过程试验研究

提出汽油发动机富氧燃烧技术,在单缸化油器式汽油机上进行富氧燃烧试验。利用燃烧分析仪对相同负荷状态下不同氧气浓度富氧燃烧时发动机的燃烧特性进行分析。当进入气缸助燃的空气中氧气浓度增加到24%时,气缸的最大压力升高15%,最大压力发生时刻提前,燃油放热增加,开始放热时刻提前,燃烧过程的循环变动量降低,燃烧稳定性提高。同时利用尾气分析仪对怠速状态下不同氧气浓度富氧燃烧发动机的尾气进行监测,检查发动机排放的变化。试验结果表明,富氧燃烧发动机尾气中HC和CO浓度大大降低,NOX浓度升高。     

柴油-天然气双燃料发动机模拟计算

用GT-Power和AVL-Fire建立柴油-天然气双燃料发动机燃烧过程的一维模型和燃烧室三维模型,并对模型进行拟合,从一维模型中观察缸内压力、最大压力值位置、最大压力升高率和功率,从三维模型中观察燃烧因子、NOX、Soot、CO和CH_4的变化情况,仿真发现:气缸最大压力值为15.92MPa,最大压力值位置723.4℃CA,最大压力升高率0.75MPa/°CA;随着燃烧因子增加,缸内温度增大,在燃烧点附近产生CO、NO_X、Soot开始增加;当燃烧因子减小时,缸内高温继续扩散,充满燃烧室大部分空间,CO、NOX、Soot均出现先增加后减小的变化;CH_4先均匀充满整个燃烧室,在喷油开始时刻,燃烧室喷油点处的CH_4浓度最大,随着燃烧的进行,CH_4浓度减小,当燃烧结束后,燃烧室边沿浓度较高。     

EGR对乙醇HCCI发动机燃烧影响的模拟研究

在乙醇HCCI发动机中，随着EGR率的提高，燃烧始点提前。并且在引入EGR后，燃烧变得柔和，有效地避免了爆震的发生。但由于引入EGR后缸内燃烧温度升高，使得氮氧化物的排放增加。加入EGR后，混合气中二氧化碳、水、惰性气体等成分浓度的变化对燃烧有一定的影响。在增加混合气中二氧化碳和水的含量后，缸内的压力和温度都有所降低，且着火始点也都有延迟。混合气中惰性气体的作用则相反，惰性气体使得燃烧始点提前，且缸内压力、温度都升高。