基于EGR技术的国Ⅳ重型柴油机燃烧系统开发

在一台电控重型柴油机上进行了基于EGR技术的燃烧系统开发研究,组建了基于WGT增压器的电控高压EGR系统,研究了燃烧室、喷油器、增压器、EGR率及喷油参数等对柴油机性能和排放的影响,确定了最终的重型柴油机国IV燃烧系统优化方案.结果表明:通过优化匹配燃烧室和增压器并采用孔径较小的多孔喷油器能显著改善柴油机NOx和烟度之间的折衷关系;小负荷时,推迟喷油可以使NOx在降低较多的情况下烟度略有下降;随着EGR率增加,提高喷油压力与推迟喷油相结合,可以同时降低大负荷的NOx和烟度排放,并能改善燃油经济性.ESC循环测试结果表明,通过对燃烧系统、EGR和喷油控制参数的综合优化,在不采用后处理器的情况下,柴油机各气体排放(NOx、HC和CO)及微粒(PM)均达到国Ⅳ排放标准,十三工况加权油耗率与原机基本相当.     

电控单体泵柴油机达欧-Ⅲ排放优化匹配及标定试验研究

介绍了在一台电控单体泵柴油机上通过燃烧系统的优化匹配和精细电控标定达欧-Ⅲ排放的试验过程。首先在同一燃烧室进行喷油器及其突出高度、进气涡流比、增压器的交叉对比试验,以确定该燃烧室的最佳匹配方案。按上述方法分别找出各燃烧室的最佳匹配方案,并进行对比,确定最优方案进行电控标定。最后在电控标定的MAP上进行欧-ⅢESC排放测试试验,试验结果表明达到欧-Ⅲ排放标准。     

一种国Ⅴ重型电控柴油机燃烧室与燃油系统匹配

为开发满足国家第V阶段排放法规要求的重型柴油机,本文以一种四缸电控高压共轨柴油机为样机,匹配新型燃烧室、喷油器、油嘴凸出高度垫片等关键部件,基于德国博世公司开发的INCA标定平台,进行在线标定与排放试验。结果表明,发动机匹配新型燃烧室,6孔×Φ0.132×K1.5喷油器,1.5 mm油嘴高度凸出垫片以及GT17涡轮增压器后,氮氧化物与碳烟排放大幅降低。采用DOC+SCR后处理技术,可成功达到重型国Ⅴ排放法规要求。     

基于VGT的EGR对电控柴油机影响的试验研究

在一台电控共轨柴油机上,进行了基于可变涡轮截面增压器(VGT)控制的废气再循环(EGR)对柴油机燃烧、性能和排放影响的试验研究.系统研究了VGT开度、EGR率和喷油参数对柴油机性能和排放的影响.研究表明,采用基于VGT控制的EGR系统,调整VGT叶片位置,可以改变EGR率,实现最高43.2%的EGR率,从而有效地降低NOx;在调整优化喷油参数后,柴油机的排放有了很大的改善,烟度有较大幅度的降低,经过优化,气体排放可满足国Ⅳ排放法规的要求,十三工况加权当量比油耗比原国Ⅲ柴油机降低了4.2%,但是,采用EGR方案缸内最大爆发压力明显增大.     

基于电控燃油喷射技术的柴油机全气缸取样系统的设计与开发

在CY6102BZLQ直喷柴油机上,开发了一套基于电控技术的全气缸取样系统．介绍了该系统各组成部分的结构和工作原理．系统通过电控技术,在取样过程中实验缸只进行1-2次喷油,取样机构和稀释系统迅速打开燃烧室空间并淬灭化学反应,气门停开机构适时关闭进、排气门．系统可实现模拟EGR、增压中冷、电控高压共轨燃油喷射等先进柴油机技术,是研究现代柴油机燃烧过程及污染物生成、演化历程的重要工具．     

满足国Ⅲ排放标准的高压共轨柴油机燃烧系统开发

为满足国家第三阶段排放标准,作者在一款1.8L高压共轨柴油机上进行了燃烧系统开发试验研究,对不同的压缩比、燃烧室形状、喷油器及喷嘴头部突出高度、增压器以及喷油控制进行了柴油机的外特性对比试验研究,根据试验结果进行了燃烧系统的优化匹配,使得柴油机的排放满足了国Ⅲ法规要求,其中CO、HC、烟度排放达到了国Ⅳ排放要求。     

满足国Ⅲ排放标准的高压共轨柴油机燃烧系统开发

为满足国家第三阶段排放标准,作者在一款1.8L高压共轨柴油机上进行了燃烧系统开发试验研究,对不同的压缩比、燃烧室形状、喷油器及喷嘴头部突出高度、增压器以及喷油控制进行了柴油机的外特性对比试验研究,根据试验结果进行了燃烧系统的优化匹配,使得柴油机的排放满足了国Ⅲ法规要求,其中CO、HC、烟度排放达到了国Ⅳ排放要求.     

基于EGR的国Ⅳ柴油机燃烧系统开发

在一台国Ⅲ柴油机上进行了基于EGR的满足国Ⅳ排放的柴油机燃烧系统开发。在基于VGT的EGR系统的基础上,系统研究了燃烧室参数、EGR率和喷油参数等对柴油机性能和排放的影响,确定了最终的国Ⅳ燃烧系统优化方案。研究表明,降低压缩比并对燃烧室结构进行优化,可以明显改善NOx和烟度之间的折衷;在该EGR系统上的某些工况下出现了NOx和烟度随着喷油定时的推迟而同时降低的趋势;通过综合优化,气体排放已达到国Ⅳ标准,碳烟有很大幅度的降低,十三工况加权油耗率略有降低。但采用该EGR方案会使压气机压比上升,压气机效率略有降低。该燃烧系统可在降低对后处理器要求的情况下满足国Ⅳ标准。     

EGR对柴油机燃烧影响的可视化研究

基于单缸柴油机和phantom高速相机,搭建柴油机燃烧过程可视化平台,进行EGR对柴油机燃烧影响的可视化研究。在不同EGR率条件下分析了EGR对燃烧过程和火焰温度的影响规律。研究表明,通过可视化平台可以从燃烧室底部直接拍摄燃烧火焰。在小负荷、自然吸气条件下,随着EGR引入,着火时刻推迟,火焰温度降低,高温区域的面积减小。EGR率为20%时,缸内着火区域面积明显减小,火焰亮度显著降低。缸压数据分析结果显示,随着EGR率的增加,爆发压力和放热率峰值减小,缸内平均温度降低。     

具有自动控制功能的柴油机EGR系统的研制

研究了与柴油机匹配的电控废气再循环系统,进行了电控EGR系统中的部分硬件、硬件电路设计和软件的编写,EGR的实现方式和EGR系统与柴油机匹配的问题.试验用柴油机在使用了自行设计的电控EGR系统后,实现了整个转速、负荷范围内EGR率的自动控制.13工况排放测试结果表明:采用EGR系统,NOx排放降低26.7 %、微粒总量和HC排放几乎不变、CO排放上升15.5 %.     

236系列柴油机的研制及应用

在原234系列柴油机基础上,从强化结构,改善燃烧,合理匹配角度出发,对一些部套进行了研制改进,如燃烧室、气缸盖、进气道、喷油器等,并对增压器的合理匹配进行了分析研究,自主开发了236系列柴油机。试验证明该机性能良好,达到欧Ⅱ排放标准,市场应用前景看好。     

高低压回路EGR对柴油机燃烧过程影响的试验研究

在一台重型电控高压共轨柴油机上布置了高压和低压回路废气再循环(EGR)系统,并以此为基础研究了高低压回路EGR联合运行时,EGR率和高低压EGR比例对发动机缸内燃烧过程的影响,以及低负荷工况下发动机排气温度在EGR作用下的提升效果,研究结果表明:提高EGR率或增大高压EGR所占比例,都会导致进入缸内的新鲜空气量减少,最高燃烧压力下降,滞燃期延长,燃烧持续期延长;随着EGR率的提高,发动机有效热效率降低,此时需要逐渐减少高压EGR比例;引入EGR可以提升发动机低负荷工况的排气温度,但相同EGR率下,高压EGR比例越大,则排气温度提升幅度也越大。     

柴油机电控EGR系统设计与试验研究

阐述了柴油机废气再循环(EGR)电控系统的设计原理,介绍了电控系统的硬件结构设计和控制软件编写,依据发动机各工况优选EGR率,通过试验对EGR系统进行验证,结果表明,采用EGR技术结合缸内燃烧的优化,在微粒(PM)略有下降的情况下,氮氧化物(NOx)排放得到明显降低。     

采用VNT/EGR和DOC降低柴油机排放的试验

在一台高压共轨柴油机上进行了采用基于可变喷嘴环涡轮增压器(VNT)的废气再循环(EGR)系统(VNT/EGR)和柴油机氧化催化器(DOC)降低排放的试验研究。结果表明,通过调节VNT开度可以有效实现EGR循环和控制EGR率,显著降低NOx排放,并且在一定EGR率范围内对烟度影响较小。提高喷射压力可以较明显改善NOx和烟度的折衷关系,采用合理的后喷参数能够在不明显影响经济性和NOx排放的前提下显著降低烟度。对燃烧室进行降低压缩比的合理设计也可以明显改善NOx和烟度的折衷关系。在燃烧系统优化的基础上,最终加装DOC的ESC循环排放测试结果满足了国Ⅳ要求,其中PM为0.0191g/(kW·h),NOx为2.88g/(kW·h),HC和CO排放远低于国Ⅳ限值。     

燃烧室EGR策略下汽油CAI燃烧试验Ⅰ:气门定时影响及实现CAI燃烧定时区域

燃烧室EGR策略是实现可控自燃(CAI)的一种有效技术手段.在装备电控液压驱动可变气门机构的单缸机试验系统上,研究了使用燃烧室EGR策略实现CAI燃烧时,进、排气门定时对汽油CAI燃烧的影响.试验结果表明,在1000r/min采用对称负气门重叠角(NVO)定时变化时,在NVO为140～240°CA 内能够实现CAI燃烧...     

电动增压与EGR结合对柴油机NOx和Soot的影响

通过仿真软件对某型废气涡轮增压柴油机加装电动增压器后,柴油机最大功率以及烟度排放得到改善,但是柴油机NOx排放增加。我们将电动增压与高压EGR结合,构建电动增压器结合高压EGR的连接回路,通过电动增压器同时将新鲜空气和废气进行增压后进入气缸。研究表明,柴油机低转速满负荷和中低负荷(30%)时,EGR率分别达到25%和15%时,柴油机NOx排放降低到原机以下的同时Soot排放并未超过原机;柴油机在低转速30%负荷时,采用电动增压+高EGR率(50%,55%,60%),气缸内燃烧温度降低至1 210K,实现了低温燃烧,NOx和Soot排放同时降低。     

喷油嘴结构参数对高压共轨柴油机燃烧与排放性能的影响研究

高压共轨系统能够实现良好的喷射雾化及灵活可调的喷油规律.本文在对燃油共轨系统的核心部件喷油器与燃烧室的匹配做了深入分析的基础上,建立了CFD仿真模型,研究了不同喷油器结构参数对燃烧与排放性能的影响.结果表明:喷油器参数的设置对高压共轨柴油机的燃烧与排放性能影响较大,是决定柴油机性能的关键因素之一.     

利用文丘里管和VNT提高柴油机EGR率的研究

利用文丘里管和可变喷嘴增压器(VNT)提高柴油机的EGR率,旨在降低柴油机NOx的排放.采用试验的方法研究,对文丘里管喉口直径进行了优化,分析不同的喉口直径对发动机外特性参数的影响;对于VNT系统,分析VNT叶片开度对EGR系统的影响,并在最佳的EGR率下,进行了VNT与旁通增压器的柴油机性能对比.通过文丘里管喉口直径的合理选取和VNT喷嘴环叶片位置的调节,增加涡前与文丘里管喉口的压差及EGR率.结果表明,基于VNT的EGR系统,扩展了EGR率的范围,小负荷的EGR率能达到30%,在保证柴油机动力性、经济性不变的前提下,大大地降低了NOx的排放.     

国六轻型柴油机裸机排放分析及试验研究

为了给国六轻型柴油机裸机排放制定出一套系统的优化方案,本文以搭载在某乘用车SUV上的2. 0 L柴油机为研究对象,分别从喷油器优化选型、与缸内燃烧有关的燃烧室、活塞等发动机关键零部件的优化选型、电控方法的优化标定等,确定最佳综合优化方案,在发动机及整车试验台架上进行了试验验证,结果表明达到国六a裸机排放工程目标要求。     

基于燃烧室与增压器匹配的柴油机热效率优化设计及仿真研究

以某重型柴油机为研究对象,采用仿真计算的方法探究了基于缸内燃烧系统和空气系统优化使发动机最低油耗区间匹配不同使用工况,提出满足发动机不同应用场景需求的匹配方案。研究结果表明:采用压缩比为19.5的燃烧室,缸内混合气过稀区减少,燃烧放热速率加快,热效率提高;通过合理匹配增压器和燃烧室可以实现柴油机最低油耗区间与目标工况区间的匹配。以优化低转速中低负荷工况油耗为目标,采用压缩比为19.5的燃烧室,同时采用较小的涡轮当量流通截面积,可以使最低油耗区匹配低转速中低负荷工况,低转速中负荷油耗改善3.1%。以优化中转速中高负荷油耗为目标,采用压缩比为18.5的燃烧室,结合增压器的优化匹配,可以使最低油耗区匹配中转速中高负荷工况,中转速中负荷油耗改善1.6%。以优化高转速高负荷油耗为目标,通过提高最高燃烧压力,采用压缩比为21.5的燃烧室,同时采用较大的涡轮当量流通截面积,高转速高负荷油耗可改善4.2%。