HCNG发动机掺氢比选择试验研究

在东风EQD210—20天然气发动机上改变ECU中的空燃比和点火提前角等控制参数进行了HCNG燃烧试验。选择不同的掺氢比,进行排放和空燃比特性试验,比较发动机排放和动力性的变化,并采用四工况试验来综合评价发动机燃烧15%,20%,25%和30%4种体积掺氢比HCNG燃料的排放性和动力性。发动机燃烧20%体积掺氢比的HCNG燃料具有较好的综合性能,在保持动力性变化不大的情况下,有着较好的排放性能。     

基于模糊神经网络的氢燃料汽车发动机最优控制模型

在试验研究的基础上，提出了氢发动机的优化控制策略，建立以点火提前角、喷氢提前角和喷氢量为控制变量，分别以动力性、经济性为性能指标泛函，以模糊神经网络为求解工具的最优控制模型。     

氢燃料发动机及其起动过程研究

分析了不同氢燃料发动机供气系统的特点,在汽油机的基础上设计了氢燃料电控进气系统的硬件和控制策略。采用试验研究的方法,分析了喷氢量、喷气定时、点火提前角等参数对发动机起动过程的影响。研究结果表明,采用控制喷气脉宽和电子节气门的方法,可以有效实现发动机起动。起动工况较佳的喷气脉宽为7 000μs,点火提前角为10°CA,喷气定时为上止点后70°CA。     

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。     

氢内燃机在不同点火提前角下的燃烧特性分析

在汽油机上燃用纯氢进行电喷匹配,从燃烧的角度出发分析了点火时刻对发动机燃烧特性的影响.分析表明,在一定的喷氢时刻和喷氢持续期的条件下,点火时刻对发动机性能、燃烧性能有较大影响.缸内最高燃烧压力等燃烧参数随点火提前角的提前而增加.在匹配时,应该使其每一工况工作在最佳点火时刻.     

氢燃料电池发动机耐久试验方法研究

针对目前氢燃料电池发动机测评体系中耐久性试验方法还不完善的问题,通过对行业现有的氢燃料电池耐久试验方法进行对比分析,结合实车需求,制定出基于整车实际应用且易于操作的氢燃料电池发动机耐久试验工况。采用制定的工况开展测试,并对试验数据进行了分析,以为氢燃料电池发动机的耐久试验方法研究提供参考。     

基于RBF优化控制氢燃料发动机点火提前角

基于RBF神经网络构建氢(H2)燃料发动机最佳点火提前角优化模型,对点火提前角进行优化控制,改善H2燃料发动机动力性、经济性以及排放性能。试验结果表明,该模型能预测H2燃料发动机最佳点火提前角,并可以大大减轻标定试验工作量。     

氢燃料直喷压燃发动机的有效热效率潜力研究

通过零维和一维仿真耦合,来探究氢燃料直喷压燃发动机的最大热效率潜力。基于CHEMKIN软件建立氢均质混合气的压燃燃烧详细化学反应动力学模型,利用已有试验结果对模型的预测精度进行了验证。基于GT-Power软件建立发动机的一维流动和性能预测模型,通过GT-power和CHEMKIN耦合,实现对氢燃料直喷压燃发动机的燃烧预测和性能计算。利用GT-power进行试验设计和参数化计算,优化发动机的结构参数和效率。优化后的有效热效率达到51.38%,表明氢燃料直喷压燃发动机具有较大的热效率潜力。     

燃料电池混合动力客车等效氢耗优化策略

为了改进燃料电池混合动力客车的燃油经济性,基于等效氢耗理论,对燃料电池混合动力系统能量管理算法进行了优化.首先建立了系统瞬时氢耗模型,在该模型中,系统瞬时氢耗分为燃料电池瞬时氢耗和蓄电池等效瞬时氢耗2个部分;而后采用最小二乘算法辨识了蓄电池模型待定系数,求解了系统瞬时氢耗最小化问题,探讨了瞬时优化问题的本质;最后以解析解为基础建立了能量管理优化算法,并在中国城市公交典型工况中进行实车试验.结果表明:该工况下所研究的燃料电池城市客车百公里氢耗为9.3 kg,比采用基于规则的能量管理算法降低2.1%;通过提高燃料电池系统效率、降低整车辅助功率和采用制动能量回收策略可进一步提高系统经济性.     

进气道喷射式氢发动机回火研究

氢发动机由于氢气空气混合气的点火能量低,经常发生回火和其它不正常燃烧现象,影响了氢发动机的性能。为了研究进气道喷射式氢发动机在不同负荷工况下的回火发生情况,对一台4缸2.0L的氢发动机进行了试验研究。结果表明:当氢发动机工作在小负荷工况时,氢气空气混合气的燃烧速度缓慢,致使剩余大量氢气未燃,引发回火;当氢发动机工作在大负荷工况时,由于缸内高温残余废气或者缸内未完全冷却的热点引燃氢气空气混合气,引发回火。     

预混合氢气对柴油机燃烧和排放性能的影响

针对预混合氢气的柴油机,在AVL Fire软件上建立了计算模型,并与试验结果进行对比,验证模型的准确性。在此基础上改变了喷射策略,对发动机缸内工作过程及相应的燃烧和排放性能进行数值模拟和分析。研究结果表明：随着预混合氢气质量分数的增加,缸内压力和温度升高,NOx 排放恶化,Soot排放改善;随着预喷射油量和预喷间隔角的增加,NOx 质量分数升高,Soot质量分数降低;随着后喷射喷油量的增加,缸内压力和放热率稍微减小,NOx 和Soot质量分数降低;随着后喷间隔角的增加,缸内压力、放热率、NOx 和Soot排放均未发生明显变化。     

进气道喷射过氧化氢对直喷式柴油机排放的影响

分析了过氧化氢(H2O2)参与柴油机燃烧的过程,对降低柴油机排放的机理及H2O2的化学及物理特性进行了分析,建立了H2O2影响内燃机燃烧过程的机理模型。在单缸直喷柴油机上采用单点电喷技术向进气道内喷射H2O2,对降低柴油机排放效果进行了试验验证。试验结果表明,在进气道内喷射H2O2可显著改善发动机的燃烧,可以同时降低NOx排放和燃油消耗率,且烟度变化不大。     

TGDI 发动机超级爆震特性研究

研究了单次喷射及二次喷射对涡轮增压直喷汽油机某工况下超级爆震的影响,分析了二次喷射策略下进排气凸轮相位、进气温度、点火提前角、空燃比、发动机水温及曲轴箱通风系统对超级爆震的影响情况。结果表明,采用适当的二次喷射策略能有效抑制超级爆震的发生,增加发动机水温,降低混合气空燃比,适当提前排气相位可以减少超级爆震的频次,进气温度及点火提前角对超级爆震现象的改善不大。     

电控多点喷射LPG发动机的开发

提出对NJG427发动机进行电控多点LPG发动机改造的总体设计方案,对电控系统的硬件与软件进行了设计,进行了大量的发动机性能和排放试验。试验结果表明,改造方案切实可行,电控系统工作性能稳定可靠,改造后的燃气发动机性能指标和排放都达到了预定设计目标,满足轻型货车、城市中巴和支线公交的使用要求。     

喷水对氩气循环天然气发动机爆震及热效率的影响分析

基于一台汽油/天然气两用燃料的涡轮增压三缸发动机,建立GT-Power仿真模型,研究喷水对准氩气动力循环发动机工作过程的影响。结果表明,在低负荷工况下,喷水后缸内的温度和压力都下降;增大水气比（水和甲烷的质量比）和推迟点火则传热损失减少但排气损失增加,存在热效率提升的较宽水气比范围和最优的水气比,推迟点火时刻和喷水对于爆震有良好的抑制作用。在大负荷爆震工况下,喷水能够显著抑制爆震,提前点火时刻可以得到更优的燃烧效率,喷水可使制动平均有效压力（Brake Mean Effective Pressure,BMEP）为0.6 MPa时指示热效率提高0.2%、有效热效率提高0.1%,0.8 MPa工况的指示热效率提高0.4%、有效热效率提高0.2%,1.2 MPa工况的指示热效率提高1.2%、有效热效率提高0.8%（水气比为1工况相对于水气比为0.4工况）。结合低负荷工况和高负荷工况的表现,发现喷水能有效抑制发动机的爆震,并能提升发动机的热效率。     

CA6110ZLA5车用柴油机达欧Ⅱ排放标准的试验研究

介绍了CA6110ZLA5车用柴油机的排放理论及控制方法。针对该机型提出了技术措施,通过提高喷射 压力,加快喷油速率,改善雾化质量,延迟喷油定时及匹配涡轮增压器等技术,进行优化配置试验,有效地降低了柴 油机NOx和PM排放,使该机型达到欧Ⅱ排放标准。     

喷油策略对柴油机燃烧噪声及排放影响的模拟研究

进行了通过优化高压共轨系统燃油喷射策略来改善缸内燃烧排放性能的研究,基于AVL Fire软件,针对1015柴油机开展了不同燃油喷射策略下的喷雾燃烧和排放的数值模拟,建立了数学模型并验证了模型的可靠性,分析了一次预喷的预喷时刻、预喷量、主喷提前角对燃烧噪声及排放的影响,揭示了各参数对燃烧噪声和NOx及炭烟生成的影响机理,为进一步优化预喷方案提供了理论依据。     

燃油喷射参数对高压共轨柴油机性能的影响

运用GT—POWER软件建立了某高压共轨直喷柴油机的整机模型,并将计算值与试验值进行了比较,以确保模型具有足够的精度和可靠性;仿真分析了喷油压力、主喷提前角、预喷油量以及主预间隔对发动机性能的影响。仿真结果显示：增大喷油压力有助于提高发动机动力性和经济性并降低Soot排放;不同工况点需要选取不同的主喷提前角;增大预喷油量有助于降低NO。排放,但预喷油量不宜过大;主预间隔对Soot排放有较大影响。