甲醇与汽油混合气形成的可视化试验与数值模拟

为了研究甲醇的喷雾碰壁及混合气形成特性,搭建了定容燃烧弹装置,对甲醇和汽油的喷雾特性进行了可视化研究,同时采集压力以分析喷雾碰壁飞溅后的蒸发及油膜蒸发特性,并对数值模拟中的喷雾模型进行了标定,在此基础上利用CFD软件在某一进气道喷射发动机燃烧系统模型上分别对甲醇和汽油混合气形成过程的喷雾碰壁,液滴、油膜的发展及混合气浓度分布进行了模拟分析和对比,为发动机燃用甲醇的性能变化及所需调整提供了理论依据。     

汽油高压旋流喷雾的数值模拟和试验研究

建立了GDI的汽油喷雾和混合气形成的数值模型，对不同喷油压力、燃烧室背压对静态喷雾的影响做了数值模拟，并利用CCD相机在定容燃烧弹中对GDI发动机高压旋流喷油器产生的喷雾作了高速摄影，通过与模拟计算结果的对比，分析了汽油高压旋流喷雾的发展过程。     

汽油缸内二阶段喷雾参数的优化

用三维计算流体力学(CFD)软件模拟了点火时刻、喷雾方向和喷雾锥角等参数对汽油缸内二阶段喷射发动机缸内压力、放热规律和排放特性的影响。研究表明,点火时刻和喷雾方向对发动机性能有较大影响,而喷雾锥角对发动机性能影响不大。     

电控发动机喷油控制MAP的建模与仿真

在求解进气压力及发动机循环喷油量时运用了数学模型算法。通过改建发动机试验台架、采用试验和参数模型相结合的方法,建立了初始喷油脉宽数学模型。仿真计算得到发动机电控喷射系统的初始MAP图,其结果与国产汽油发动机的台架试验结果基本一致。     

汽油喷雾碰壁和油膜形成的可视化试验与数值模拟

进气道喷射汽油机混合气形成对燃烧和排放起着重要的作用。为了研究汽油喷雾碰壁过程,利用定容燃烧弹进行了汽油喷雾碰壁直接高速摄影,研究了不同倾斜角度壁面、不同壁面粗糙度和碰壁距离等对喷雾碰壁和油膜形成的影响。在此基础上,利用CFD软件建立了定容燃烧弹内汽油喷雾碰壁和油膜形成过程的三维数值模型。测量了定容燃烧弹内的压力,并与理论值进行了对比分析。研究结果为汽油机进气道喷射系统的设计提供了参考。     

甲醇-汽油两用燃料发动机设计

以一台1.5L、直列、四缸、四冲程发动机为基础开发了甲醇-汽油两用燃料发动机,对原发动机的硬件和软件进行了局部修改,选择了比较容易实现的双油箱双油轨结构,设计了甲醇-汽油两用的燃油供给系统、点火系统以及控制软件,实现了发动机汽油起动、暖机,甲醇、汽油之间的自由切换以及甲醇、汽油单独燃烧等功能。对甲醇-汽油两用燃料发动机进行了试验研究,试验表明,在转速变化较大而负荷相对变化较小的工况下适合燃用甲醇。虽然甲醇的消耗量大约是汽油的2倍,但其燃烧热效率比汽油高。     

直喷汽油机最佳点火提前角控制算法的研究

通过试验研究了点火提前角对直喷汽油发动机性能的影响，依据发动机实际运行情况通过理论分析与试验相结合，研究了外界因素对直喷汽油发动机最佳点火提前角的影响，给出了各因素对直喷汽油发动机最佳点火提前角相应的修正补偿，结合目前实际运用中对汽油发动机点火提前角的控制提出了一种对直喷汽油发动机最佳点火提前角的控制算法，该控制算法可更简单，更精确，更有效地实现对汽油直喷发动机的最佳点火提前角的控制。     

柴油机SCR系统车用尿素喷雾特性仿真与试验研究北大核心

通过建立喷射系统CFD三维仿真模型,研究了柴油机SCR系统在空气辅助雾化条件下尿素喷射的喷雾速度流场、雾化粒径、喷雾形态和贯穿距等变化规律,并通过试验对模型进行了验证;根据喷射模型对SCR系统的喷孔直径等结构参数进行了优化设计,通过发动机ESC,ETC试验对还原剂雾化性能进行试验验证。试验结果表明:采用改进后的柴油机空气辅助喷射还原剂供给系统后,柴油机NOx排放和NH3泄漏等指标均满足国Ⅴ阶段排放法规要求,验证了所采用的喷雾特性仿真优化设计方法有效可行。     

汽油发动机和一吨越野车设计、试验座谈会

一机部汽车轴承局组织的汽油发动机和一吨越野车设计、试验座谈会,今年八月在南京召开。参加会议的有各有关厂、所、学校和部队等42个单位80余名代表。会议学习了有关文件,畅谈了在批林批孔运动推动下,机械工业的大好形势;交流了汽油发动机和越野车设计试验工作的经验;对汽油发动机提高升功率、提高性能指标后尚存在的共性问题作了重点研究;对汽车发动机的试验方法和发展汽车试验测试仪器问题亦作了讨论,提出了建议。会议还听取了有关方面对越野车品种和性能的要求,讨论了越野车设计、试验等有关问题。     

基于六西格玛方法的喷雾仿真控制参数优化

文章利用STAR-CD软件数值模拟汽油喷雾的发展过程,采用六西格玛设计(DFSS)思想,根据定容弹试验结果,对STAR-CD软件内部的所有喷雾仿真模型进行了分析和优选,并优化了模型的各个控制参数,设计了符合六西格玛设计流程的科学系统的标定喷油器的方法。     

车用乙醇汽油对发动机进气系统沉积物的影响

通过12 000km道路行车试验及M111发动机台架试验,对比研究乙醇汽油与普通无铅汽油对发动机进气系统沉积物的影响;同时,在M111发动机实验台架上,还对加入清净剂后的乙醇汽油与普通无铅汽油进行了进气阀沉积物与总燃烧室沉积物的实验研究。结果显示:乙醇汽油进气系统沉积物较为严重,应加入有效的汽油清净剂。     

乙醇掺混喷射对汽油机进气道喷水影响的试验研究

在水中加入乙醇可有效降低冰点,降低发动机喷水技术在冬季的应用难度。为研究乙醇和水混合喷射对汽油机喷水效果的影响,在定容弹中研究了不同比例乙醇水溶液的喷雾特性,并基于某1.5L直喷增压汽油机开展了气道喷水台架试验研究。结果表明:随着乙醇比例增加,喷雾贯穿距减小,雾化情况明显改善。在水中加入乙醇可同时降低汽油和水消耗量,提升热效率,降低CO和THC排放,并改善喷水导致的曲轴箱压力升高问题。     

低烯烃汽油在汽车发动机中的应用研究

选择两种不同烯烃含量的汽油分别进行了发动机台架试验、整车性能与排放试验,以考核燃油中烯烃含量对发动机动力性、经济性和排放性能的影响。研究结果表明,使用低烯烃汽油能改善发动机的动力性和燃油经济性,降低NOx排放。     

转子发动机喷雾特性试验研究

利用定容弹、纹影仪以及高速相机等装置,就柴油转子发动机工况下的喷雾过程进行了试验研究,重点分析了喷雾环境背压和喷射压力对喷雾特性的影响。结果表明:在转子发动机喷雾过程中,喷雾扩散速度先快速增大后逐渐减小;喷雾锥角在初次雾化阶段内急剧减小,然后在二次雾化作用下保持相对稳定。喷雾环境背压的增大,有效减小了喷雾贯穿距离,增大了喷雾锥角,说明喷雾环境背压的增大对喷雾贯穿距离和锥角都有显著的影响,从而为转子发动机喷油正时的优化提供了试验数据支持;随着喷射压力提高,喷雾贯穿距离和喷雾锥角都增大,并且增大喷射压力加强了燃油的初次雾化和二次雾化,有利于提高转子发动机喷雾质量,为优化柴油转子发动机油气混合状态创造了条件。     

博世汽油直喷系统

汽油直喷系统早已经成功应用于部分现有车型上,博世在该领域拥有领先的技术优势及研发实力。采用压电式喷油器的博世汽油直喷系统装配在梅塞德斯-奔驰新车型CLS 350 CGI上的汽油直喷系统发动机,采用博世最新技术的压电式喷油器。这种汽油直喷系统发动机采用喷雾引导燃烧过程技术,并具有分层燃烧技术,以保证发动机具有极高的经济性,燃油消耗可降低15％。     

辛烷值对发动机性能和燃烧特性影响的研究

通过发动机台架试验,对3种不同辛烷值汽油的燃烧特性、燃油经济性和排放性能进行了研究。试验研究结果表明,汽油辛烷值越低,其着火落后期和燃烧持续期越短,火焰传播速度和燃烧放热越快;燃用低辛烷值的汽油可以提高热效率,改善发动机的燃油消耗率;3种辛烷值汽油的THC,CO和NOx排放相差不大。     

空化对GDI喷嘴内部流动及喷雾特性的影响

采用两相流非线性空化模型和Huh-Gosman喷雾模型对GDI多孔喷油器喷嘴内部流动和喷雾特性进行模拟。通过流量及喷雾试验对计算模型进行了验证,研究了喷嘴内空化现象对流动及喷雾特性的影响,并从抑制空化、提升流量的角度研究了喷嘴内部流动空化的影响因素及规律。研究结果显示:高压汽油在喷嘴内的流动存在明显的空化现象,空化导致的有效流通面积减小是喷嘴流量减小的原因。针阀升程增加,喷嘴流量先增加较快,后趋于平缓。喷孔的不均匀分布导致各喷孔内的空化状况不同,进而产生流量差异。空化作用也使得喷雾射流在喷孔出口截面的流动参数产生差异,影响喷雾的落点分布和喷雾形态。通过优化喷孔k系数和喷孔入口圆角半径可显著提高喷孔流量。     

汽油清净剂对发动机排放影响的试验研究

在M111发动机台架上,采用GB/T 19230.6—2003中所规定的试验方法,研究不同油品对发动机进气阀和燃烧室等部位沉积物的影响,同时用五气分析仪随车检测发动机NOx,CO和HC的排放浓度。结果显示:燃用加清净剂的汽油在减少进气阀积碳的同时增加了燃烧室的积碳;燃用加清净剂的汽油增加了发动机NOx的排放量,对CO排放影响不明显,若燃烧室积碳严重,会加剧HC的排放;因为试验运行时间较短,不同加剂汽油对发动机常规排放物的影响不明显,需进一步进行8×104km~16×104km的行车试验。     

基于高斯过程回归模型的发动机性能预测

基于1.5L汽油增压发动机的VVT标定试验,对进排气VVT角度采用拉丁超立方抽样建立试验样本,并构建高斯过程回归模型,通过试验数据分别训练扭矩回归模型和油耗回归模型,使用训练后的回归模型预测发动机扭矩、比油耗.通过与发动机万有特性测试数据对比,结果表明:在发动机扭矩大于25N.m的区域,油耗回归模型的预测值偏差小于5％...     

GDI发动机中不同燃料射流特性的试验研究

直喷汽油(GDI)发动机中闪沸喷雾具有促进油气混合的优势，但其发生喷雾坍塌的现象会对燃烧与排放带来不利，并且研究发现喷雾坍塌与单射流行为密切相关。因此，为了减轻喷雾坍塌并充分利用GDI发动机中闪沸喷射的优势，了解闪沸射流行为极其重要。本文选择了由5孔喷油器改造而成的单孔喷油器，选用正己烷与异辛烷燃料，在定容燃烧弹中进行试验研究。所选燃油温度为30到130℃，环境背压为0.2到1 bar。通过分析射流宽度与过热度、成核速率、化学势以及环境背压等不同参数的关系，发现射流宽度与?μ·p_amb^-0.5的相关性达到0.9以上，表明具有较好的相关性，且在近喷口附近射流宽度由相变化学势与环境背压所影响。