车用直喷柴油机递增负荷工况下的微粒排放特性

采用自行设计的柴油机微粒袋式取样系统对车用柴油机恒转速、增转矩工况下的微粒排放进行了研究。试验结果表明:在恒转速增转矩瞬态工况下,随着转矩增加率的增大,微粒及其不可溶成分和可溶性有机成分排放量均增加;高转速时转矩增加率对微粒排放的影响稍大。不可溶成分的增加是微粒排放量增大的主要原因,但转速较低时可溶性有机成分的增加也不容忽视。冷却介质温度较低时微粒排放量增大。     

进气涡流对车用直喷式柴油机微粒排放的影响

用自行设计的喷气式可变涡流进气系统（ＡＩＶＳＩＳ）调节气缸内的涡流水平,试验研究了进气涡流对连用直喷式柴油机微粒排放的影响。结果表明,中速工况为较低的微粒比排放工况,螺旋进气道形成的涡流水平基本可以满足燃料燃烧的要求,改变涡流水平对改善柴油机微粒排放贡献不大。而低速高负荷工况是柴油机较高的微粒比排放区,适度提高气缸内的涡流水平,可以有效降低柴油机微粒的排放量,使微粒降低的主要因素是不可溶组分排放的降低。高速工况螺旋进气道形成的涡流水平较高。降低气缸内的涡流水平可以降低柴油机微粒的排放量,使微粒排放降低的主要因素是可溶性有机组分排放的降低。     

车用直喷柴油机变工况下的微粒排放特性

采用自行设计的柴油机微粒袋式取样系统，对６１１０型柴油变工况下微粒排放做了研究。在恒转速减扭矩的变工况过程中，随着扭矩变化率的增大微粒排放量逐渐减小。     

CA6DE1-21K柴油机瞬态工况NOx的排放特性

试验研究了CA6DE1-21K柴油机在恒转速变转矩和恒转矩变转速瞬态工况下NOx的排放规律．研究结果表明，在恒转速变转矩瞬态工况中，NOx瞬态排放值低于其在稳态工况下的排放值，且与转矩变化率的变化关系不大．在恒转矩变转速瞬态工况中，中低负荷时NOx排放值随着转速变化率的升高而上升，而在中高负荷时，工况的变化率对NOx排放影响不大。     

柴油机瞬态工况烟度排放特性及分析

为了研究车用柴油机瞬态工况中,燃烧边界条件对燃烧过程的影响,在试验台上针对增压中冷柴油机在恒转速增转矩瞬态工况下的烟度排放特性进行了试验,并用商业计算软件STAR-CD对此瞬态工况下柴油机的燃烧过程进行了数值模拟分析。针对增压柴油机低转速大负荷排烟较差的特点,试验中发动机转速定为1000r／min,以3种不同的转矩变化率来考察柴油机瞬态工况下的排烟特性。结果表明,柴油机瞬态工况下和稳态工况下的燃烧边界条件有很大的差别,这种差别导致了柴油机瞬态工况下的烟度排放值要明显高于其相应的稳态工况。计算结果表明,随着转矩变化率的升高,最大初始放热率升高及燃烧持续期延长,这些差异同样导致排气烟度值增加。     

CA6DE1-21K柴油机瞬态工况下的烟度排放特性

利用瞬态控制及测量系统，对增压中冷柴油机在瞬态工况下的烟度排放特性进行了试验研究．结果表明，恒转速变转矩瞬态工况中，在中低转速时，排气的烟度随着转矩变化率的增加而上升，这主要是由于涡轮增压器在低速时增压效果差及瞬时空燃比滞后所致．恒转矩变转速瞬态工况中，在中高负荷时，排气的烟度随着转速变化率的增加而上升，这主要是由于随着转速变化率的增加，空燃比相对于燃油喷射滞后严重所致．     

GTL/柴油混合燃料对直喷式柴油机排放特性的影响

应用自行开发的柴油机瞬态工况测控系统和微粒采集系统,试验研究了GTL/柴油混合燃料对小型直喷式柴油机稳态及恒转速增转矩瞬态工况下排放特性的影响规律.研究结果表明:与普通柴油相比,添加GTL燃料有利于降低柴油机排放,对消光烟度及微粒排放降低效果更明显.在稳态工况下,随GTL添加比例的增加,有害排放物均有所降低,当GTL添加比例超过20 %后改善效果不明显.在恒转速增转矩瞬态工况下,当GTL添加比例小于20 %时,NOx排放降低,PM排放变化不明显,当GTL添加比例增加到60 %时,PM、DS排放显著降低,但NOx却有所升高.     

车用直喷柴油机加速工况下进气、供油及微粒排放的动态响应

采用自行设计的瞬态工况控制及测量系统，研究车用柴油机恒转矩递增转速工况下进气、供油及微粒排放的动态响应，结果表明，对于恒转矩递增转速瞬态工况过程，存在进气响应滞后和燃油流量超调的现象，随着转速增加率的提高，微粒及其可溶性有机成分和不可溶成分的排放量均增加。     

柴油机瞬变工况的动态响应及燃烧劣变分析

利用瞬态控制和测试系统,研究了增压柴油机恒转速增转矩瞬变工况不同加载时间和转速对发动机动态响应及燃烧劣变的影响.为分析问题的方便,定义了一个评价瞬变响应性能的参数——滞后系数.结果表明:在相同加载时间下,发动机的油量、转矩、进气量和NOx的滞后系数依次增大;随着加载时间或转速的减小,各参数的滞后系数逐渐增大;与稳态工况相比,瞬变过程中发动机存在进气延迟、空燃比降低、燃烧相位推迟、烟度和燃油消耗率增加等燃烧劣变问题,且随着加载时间或转速的减小,上述的"问题"越严重.     

柴油机恒转速增转矩瞬态工况的燃烧过程分析及其对烟度的影响

采用自行设计的瞬态工况控制及测量系统，对增压中冷柴油机进行了恒转速增转矩瞬态工况下发动机的空燃比、消光烟度及示功图参数的测试．试验结果表明：随转矩增加率的上升，空燃比减小，引起混合气变浓，燃烧恶化；燃烧始点后移，而燃烧持续期延长；预混燃烧比明显下降．上述原因导致了在恒转速增转矩瞬态工况下，随转矩增加率的升高，排气烟度上升．     

A simulation of the combustion of hydrogen in HCCI engines using a 3D model with detailed chemical kinetics

The influence of changes in the swirl velocity of the intake mixture on the combustion processes within a homogeneous charge compression ignition (HCCI) engine fueled with hydrogen were investigated analytically. A turbulent transient 3D predictive computational model which was developed and applied to the HCCI engine combustion system, incorporated detailed chemical kinetics for the oxidation of hydrogen. The effects of changes in the initial intake swirl, temperature and pressure, engine speed and compression and equivalence ratios on the combustion characteristics of a hydrogen fuelled HCCI engine were also examined. It is shown that an increase in the initial flow swirl ratio or speed lengthens the delay period for autoignition and extends the combustion period while reducing NO_x emissions. There are optimum values of the initial swirl ratio and engine speed for a certain mixture intake temperature, pressure, compression and equivalence ratios operational conditions that can achieve high thermal efficiencies and low NO_x emissions while reducing the tendency to knock     

缸内涡流比对冷起动燃烧火焰的影响探究

针对汽油发动机冷起动存在的燃烧不稳定、燃烧效率低的问题,基于单缸可视化发动机在冷起动工况下调节进气涡流,通过分析缸内燃烧火焰特性来探究增强进气涡流对发动机循环波动及输出功率的影响。试验所用发动机为单缸四气门(两进两出)缸内直喷汽油机,其中一个进气道加装有涡流控制阀,通过将一个进气道关闭或者开启来改变缸内涡流的强度。利用高速相机从活塞上的光学通道得到发动机缸内的火焰传播图像,并计算火焰传播面积,提取火焰边界,获取火焰中心速度及火焰扩散速度等信息,同时也利用燃烧分析仪对缸内压力、燃烧放热率等特性进行同步测量和记录,通过多角度的对比和分析揭示缸内燃烧状况与发动机宏观性能的相关联系,有效地发掘了在不同涡流强度下缸内火焰的传播特征。研究结果从缸内燃烧火焰的角度解释了提高涡流比能够很好地提高冷起动的燃烧稳定性,促进发动机缸内燃烧。研究表明,早期火核分布越集中,波动越小,后期循环波动就越小。试验结果还表明,由缸压计算的瞬时放热率与火焰面积存在很好的线性关系。     

可变进气道发动机性能试验及分析研究

针对1台单缸电控4气门发动机进行了可变进气的改进设计,使发动机进气道的流量系数、涡流比、滚流比等流动特性,随着不同的运行工况而变化,从而达到优化发动机中低负荷性能的目的。对可变进气发动机进行的台架性能及排放试验结果表明:随着节气门开度从25%上升到75%,发动机功率提高了4.37%~2.56%,扭矩提高了4.21%~2.56%,燃油消耗率降低了4.89%~2.66%。在中低负荷时,可变进气可以优化发动机的动力和经济性能,但随着负荷的增大,改善的幅度减小。同时,可变进气可使HC、CO排放降低4%~9%,而NOx排放有所上升。     

商用车用电控柴油机增转矩工况的燃烧特性分析

以一款商用车用电控柴油机为研究对象,针对恒转速增转矩工况的燃烧放热特性开展了台架测试和燃烧分析,重点分析了不同过渡时间和不同恒定转速下恒转速增转矩工况的燃烧特性。结果发现,发动机转矩加载过快时,易引起供油量突增,燃料的能量转换效率下降。而当发动机用较长时间平缓加载的过程中,可能因混合气浓度高导致燃料的能量转换效率下降。此外,恒转速增转矩过程中,随着转速的升高,压力急升点提前,燃烧速燃期延长,后燃期缩短,热功转换效率提高。总之,增转矩瞬态过程各个循环的燃烧效率与混合气浓度和各循环的燃烧放热规律密切相关。     

在螺旋进气道内喷气的柴油机可变涡流进气系统

设计了一种在螺旋进气道内喷射空气的柴油机可变涡流进气系统——喷气式可变涡流进气系统。对该系统的稳流气道试验表明,喷嘴在特定位置上向气道内喷射空气,可以增强或者降低气缸内涡流强度。通过稳流气道试验,确定了最大程度改变缸内涡流强度的最佳喷嘴安装位置及空气喷射方向,选择了喷嘴尺寸及空气喷射压力,并测定了不同喷射压力下,气缸内涡流比与模拟发动机转速的关系。对该系统做了单缸柴油机试验,结果表明,喷气式可变涡流进气系统基本不影响充气系数,但通过该系统对气缸内涡流强度的调节,有效地改变了发动机的排放性能