稀燃天然气发动机基本控制参数标定方法的研究

分析了稀燃天然气发动机基本控制参数(点火提前角、喷气提前角和过量空气系数)对燃料经济性和排放的影响。结果表明,增大过量空气系数有助于改善发动机燃料经济性和NOx排放,但受到发动机稀燃极限的限制;点火提前角是平衡NOx排放和燃料经济性之间矛盾非常有效的方法;而喷气正时对各污染物的排放和燃料经济性的影响则较小。针对这种多控制参数系统的天然气发动机,提出了一种标定策略:首先以提高稀燃极限为目的标定喷气正时,然后在一定失火余量的前提下标定过量空气系数,最后以排放限值为约束条件标定点火提前角。     

氢燃料发动机三维数值模拟研究

通过CFD软件STAR-CD建立了缸外预混合氢燃料发动机三维模拟仿真模型。对比氢燃料发动机与汽油发动机的性能发现,氢燃料发动机具有易点燃、火焰传播速度快、峰值压力及峰值温度高等特点。但氢气密度低,与空气形成的混合气单位体积的热值低,导致采用缸外预混合方式的氢燃料发动机比汽油机功率低15%左右。研究了过量空气系数和点火提前角对氢燃料发动机性能及NOx排放的影响,为提高氢燃料发动机的动力性能和排放性能提供依据。     

车用天然气发动机增压匹配及性能参数优化

运用GEM3D工具离散化的方法建立了某1.5 L自然吸气车用CNG(压缩天然气)发动机GT-Power仿真模型,并用试验数据对模型进行校核,模型最大误差为3.64%.在此基础上进行了CNG发动机增压器匹配分析,用DoE(design of experiment)工具对增压发动机的点火提前角进行了优化,然后优化了不同压缩比和不同过量空气系数下的点火提前角,对压缩比和过量空气系数进行了计算分析.结果表明:仿真模型具有较高精度,方案2为4种涡轮增压器方案中最佳方案,并对该方案进行了台架试验,仿真结果与试验结果误差在4%以内;通过优化点火提前角,扭矩最大提高了9.3%;在各最优点火提前角下,压缩比为12时最优,过量空气系数为1.1时具有最佳经济性.     

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。     

气相射流点火天然气发动机的燃烧及排放特性

射流点火是实现稳定的稀薄燃烧,大幅度提升发动机热效率的有效技术途径。该文利用设计的一种射流点火器,对气相射流点火(GJI)的燃烧开展研究,揭示了主动式射流点火(射流室内有补充燃料)和被动式射流点火(射流室内无补充燃料)的燃烧和排放特性。结果表明:相比于被动式射流点火,主动式射流点火将过量空气系数拓展至2.0,热效率提升1.5%;进一步引入废气再循环(EGR)后,热效率提升至44.5%。主动式射流点火时,最高热效率点NOx排放较被动式射流点火下降低66%,THC及CO排放的增加使燃烧效率降低3%;引入EGR后,NOx进一步降低79%,燃烧效率保持稳定在96%。     

过量空气系数对天然气发动机燃烧及排放的影响

研究了过量空气系数(λ)对天然气发动机燃烧及排放的影响。研究结果表明,当λ>1.2时,随着其不断加大,滞燃期和主燃期变长,放热率降低,NOx排放减少,CO和HC排放增多,发动机的热效率降低,比气耗加大;稀薄燃烧天然气发动机的各个工况都存在最佳的过量空气系数值,在该值下,发动机的NOx、CO和HC排放及比气耗都较低,排气温度很低,发动机经济性和可靠性最佳。     

电控喷射乙醇燃料在火花点燃式发动机的应用研究

本文介绍了电控喷射汽油摩托车发动机改造为电控喷射乙醇摩托车发动机的手段,以及试验台上数据的在线采集及发动机实时状态控制系统的原理、组成及其应用.该在线测控系统具有实时数据采集,实时数据保存,试验曲线实时监控和发动机状态的实时控制功能.并对电控喷射125mL汽油机和乙醇发动机的过量空气系数和点火提前角与动力性能、排放性能之间的关系进行了试验研究.指出了影响乙醇发动机排放的这些敏感参数的合理取值范围,可作为乙醇发动机参数匹配的参考.验证了发动机燃烧乙醇燃料可降低NOx排放浓度的事实.     

点火角对汽油混氢发动机性能影响的试验研究

在一台加装了电控氢气喷射系统的四缸汽油机上,就点火角对汽油中掺混氢气时发动机性能的影响进行了试验研究.试验中发动机转速恒定在1 400r/min,混氢时通过调整氢气喷射脉宽使进气中氢气的体积分数为3%,同时调整汽油的喷射脉宽使混氢和不混氢两种条件下,发动机过量空气系数均保持在1.2.试验结果表明,与原机比较,混氢后发动机平均有效压力最大时的点火角延迟,燃烧持续期缩短,点火角相同时,HC和CO排放降低,但NOx排放有所增加;混氢时,随着点火提前角的增加燃烧速度明显加快,而排放物的变化趋势与原机相同:HC与NOx排放升高,而CO排放降低.     

氢发动机燃烧循环变动及其影响因素的研究

通过1台点燃式进气歧管喷射氢燃料发动机的最大燃烧压力的试验分析,获得了不同工况下的最大燃烧压力循环变动系数,以此为基础研究了过量空气系数、点火提前角以及转速对氢燃料发动机燃烧循环变动的影响趋势。结果表明,点火提前角对氢燃料发动机循环变动的影响相对较大。     

天然气/氢气混合燃料发动机的稀燃极限和排放特性试验研究

在东风EQD210N-20天然气发动机上进行了天然气与天燃气/氢气混合燃料体积混合比例为10%、30%和50%的稀燃极限和排放特性试验研究.实验结果表明:燃烧混合燃料比燃烧天然气时的稀燃极限大,并且随着掺氢比例的增大,燃烧过程的火焰发展期和快速燃烧期缩短,发动机的指示热效率、平均指示压力和NO2的排放增加;但是当发动机在大于天然气/氢气混合气的稀燃极限工作时,其指示热效率、平均指示压力和NO2的排放迅速下降,平均指示压力变动系数、CH4和CO的浓度迅速上升.