进气温度对汽油直喷压燃发动机燃烧及排放性能影响的试验

通过一台改装的单缸直喷式柴油机,在不同进气温度条件下实现汽油直喷压燃(GCI)燃烧方式的燃烧特性、工况范围以及排放特性的试验.结果表明:在进气温度为323 K时,汽油GCI燃烧方式即可实现稳定运转,燃烧表现为单阶段放热,整体放热集中,燃烧持续期短;在保持过量空气系数一定、发动机正常运转条件下,随着进气温度提高,着火时刻提前,最高爆发压力和峰值放热率均升高,指示热效率提高,HC和CO排放降低,NO排放升高;同一进气温度下,随着过量空气系数的增大,缸内混合气变稀,平均指示压力减小,指示热效率减小,CO排放先升高后降低,HC排放显著增大,NO排放减小;进气温度对汽油GCI燃烧方式正常工况范围影响很大,随着进气温度升高,负荷上限和下限均明显下降,表明进气温度是向小负荷范围拓展的重要边界条件.     

进气氧浓度对柴油机低温燃烧影响的试验研究

为了研究低温燃烧机理的极端情况,即废气中不含比热容较小的N2,通过向进气管喷入CO2气体控制进气氧浓度、改变喷油量、喷油时刻、喷油压力等,研究了进气氧浓度对柴油机燃烧和排放特性的影响.结果表明,随进气氧浓度降低,在喷油量为25 mg/cyc时,放热速率逐渐降低,而在喷油量为50 mg/cyc时,放热速率先升高后降低;较低进气氧浓度时,燃烧呈明显的两阶段放热.喷油量为50 mg/cyc时,降低碳烟排放最有效的途径是提高喷油压力.综合性能和排放,喷油提前角应不小于20°CA,此时NOx和碳烟排放较低,且可保持较高的热效率.     

喷油压力和进气温度对氨/正十二烷双燃料发动机燃烧稳定性影响研究

基于一台光学发动机,在1 200 r/min转速下,采用进气道低压喷射氨气,缸内高压直喷高活性正十二烷的双燃料燃烧模式,应用火焰高速成像方法,研究了喷油压力和进气温度对氨/正十二烷双燃料发动机缸内燃烧的影响规律．结果表明,直喷燃料喷射压力降低,导致正十二烷浓度分层增大,自燃着火点增多,更有利于正十二烷引燃均质预混合的氨气;直喷压力在30 MPa和60 MPa工况下,火焰初期NH3燃烧的橘色火焰占主导,之后呈现正十二烷预混蓝色火焰与NH3橘色火焰叠加现象;在90 MPa喷射压力下,火焰发展初期正十二烷预混蓝色火焰占主导,随着燃烧发展NH3橘色火焰的比例逐渐增多．在30 MPa喷射压力下,缸内直喷正十二烷可以实现90%氨气比例的稳定着火,但是燃烧反应速率过低,燃烧持续期过长．进气温度从100℃升高到125℃后,自燃着火点数量增加,氨双燃料燃烧反应速率提高,放热率峰值增大;然而进气温度进一步从125℃提高到150℃时,对燃烧压力和放热率影响很小．上述研究表明,较低的直喷燃料喷射压力和适当提高进气温度更有利于氨燃料的稳定着火以及燃烧速率的提升和氨在双燃料中占比的提高．     

进气温度和过量空气系数对乙醇均质压燃燃烧过程的影响

在一台经过改进的CA6110发动机上,进行了进气温度和过量空气系数对乙醇燃料均质压燃燃烧过程影响的试验研究．结果表明,在转速和供油量一定时,随着进气温度的升高,着火始点提前,燃烧持续期变短,压力升高率变大,缸内的最大燃烧压力变大,指示效率提高,平均指示压力升高．当进气温度一定时,随着过量空气系数的减小,着火始点提前,燃烧持续期逐渐变短,压力升高率变大,缸内的最大燃烧压力变大,指示效率增加．     

进气增压对负阀重叠HCCI发动机燃烧特性的影响研究

基于一台缸内直喷汽油机进行了进气增压对负阀重叠HCCI发动机燃烧与排放特性的试验与仿真研究。试验结果表明:相同供油量下,随着进气压力从0.10MPa增大到0.15MPa,着火时刻提前了6°CA,缸内最高燃烧压力增大了0.9MPa,放热率峰值下降了18%,燃烧持续期变长,指示热效率先增大后减小,平均指示压力循环变动率仍保持在4%。由于进气增压使内部残余废气率提高了7%,造成比热容上升而降低了缸内温度。仿真计算揭示了随着进气压力增加,导致负阀重叠期燃油发生改质变化,OH基和O基反应速率减缓,以及C2H2等活性分子浓度上升了80%和CH4等稳定分子浓度下降了37%,使得HCCI热着火温度略微下降,提高了HCCI着火稳定性。     

进气压力对汽油低温压燃的影响

在一台装有电液可变气门的单缸柴油机上,通过改变进气压力,研究了不同喷油正时和内部废气再循环(EGR)率下汽油压燃的燃烧特性和排放特性,并对实现汽油燃料高效清洁稳定低温燃烧(如平均指示压力循环波动系数5%,NOx排放低于0.4g/(kW·h),烟度低于0.1FSN,CO和HC排放尽可能低)的控制区间进行了探索研究。内部EGR通过排气门两次开启实现,发动机转速和循环喷油量分别固定为1 500r/min和28mg。研究结果表明,基于燃油早喷、较低内部EGR率和适量进气压力(0.12MPa)的协同控制可以使辛烷值为93的汽油在平均指示压力约为0.47MPa的工况下实现高效清洁燃烧。     

进气温度对乙醇均质压燃过程的影响

论述了利用速压机进行的进气温度对乙醇均质压燃性能影响的研究,混合气进气温度的提高将促使燃烧始点提前;随着进气温度的提高,最高燃烧爆发压力提高,最高爆发压力产生的时间提前;进气温度的提高也引起了燃烧过程压力升高率增大,最大压力升高率的时间提前;进气温度越高放热量曲线越陡,达到最大放热量所用的时间也越短,最大放热量也越高;混合气温度的升高也带来了最高放热率增大的效果;此外,随着混合气进气温度升高,燃烧最高温度也相应提高.     

燃烧参数对汽油/柴油双燃料HPCC性能和排放影响的试验

在一台改造的单缸柴油机上,转速为1,500,r/min、平均指标压力为0.9,MPa工况进行了不同参数对汽油/柴油双燃料高比例预混合低温燃烧(HPCC)方式燃烧和排放性能影响的试验研究.结果表明,调整EGR率和汽油比例可实现HPCC燃烧过程优化,在保持发动机高燃油经济性的前提下使NOx和碳烟(Soot)排放大幅降低;进气压力对Soot的影响不明显,但进气压力过低将限制汽油比例的提高,NOx排放偏高,进气压力过高使燃烧效率和热效率降低;提高柴油喷油压力,滞燃期延长,最大压升率及最大爆发压力降低;提高喷油压力可同时降低NOx和Soot排放,但喷油压力对燃烧效率、指示油耗、HC和CO排放影响不大.在HPCC燃烧中,通过优化EGR率、汽油比例、进气压力和柴油喷油压力,在不使用后处理器的前提下可使NOx和Soot排放分别低于0.4,g/(kW.h)和0.003,g/(kW.h),并保持较高的热效率,但HC和CO排放偏高,需要采用有较高转换效率的氧化后处理器加以解决.     

高压缩比汽油压燃低负荷燃烧优化控制策略试验研究

基于6缸柴油发动机的汽油压燃发动机试验台架,系统研究了喷油策略对采用高压缩比燃烧室的汽油压燃低负荷燃烧和排放特性的影响。结果表明：提高压缩比可有效改善汽油压燃低负荷燃烧稳定性、燃烧效率和指示热效率,同时降低CO和HC排放,但存在最大压力升高率过大的问题。采用两次喷射策略可有效控制最大压力升高率;预喷油量为3 mg、喷射间隔为10°时可将最大压力升高率从1.174 MPa/（°）降低为0.380 MPa/（°）,压力循环波动率为0.97%,同时获得较高的指示热效率和较低的排放。采用高压缩比耦合优化喷油策略,可在平均有效压力为0.2 MPa工况下实现高效稳定燃烧,有效改善汽油压燃在低负荷下燃烧稳定性差的问题。     

进气压力和喷油对二冲程汽油机稀燃特性的影响

利用三维数值模拟软件CONVERGE研究了在循环喷油量和点火时刻固定的大负荷条件下,进气压力对二冲程直喷汽油机缸内燃油分布和稀燃特性的影响.结果表明,在相同的第2次喷油比例下,随着进气压力的升高,气缸内燃油浓度降低.在相同的进气压力下,随着第2次喷油比例的增加,火花塞附近的燃油浓度先减小后增加.在第2次喷油比例为70%,时燃油分层形式最有利于燃烧.在相同的第2次喷油比例下,随着进气压力的升高,着火时刻逐渐提前,燃烧持续期先略有缩短后又增长,最大压力升高率先增加后减小.在相同的进气压力下,随着2次喷油比例的增加,着火时刻先略有推迟后提前,燃烧持续期先增长后缩短,最大压力升高率先减小后增加.气缸内燃油浓度和温度分层形式影响火焰传播过程中气缸周围混合气的自燃特性.提高进气压力能降低气缸周围混合气的浓度,抑制自燃的发生.     

进气歧管可变进气结构轴承异响控制方案研究

自然吸气发动机进气歧管普遍采用可变进气技术。可变进气技术中长短气道切换结构容易发出敲击声响,影响用户感知。本文通过台架验证及振动测试确定异响来源,探明了异响产生机理。给出了设计优化方案并对方案进行异响及振动测试验证,优化控制方案消除了进气歧管敲击异响。     

进气道型式对四气门汽油机进气流动特性的影响

在稳流气道试验台上，研究了四气门汽油机整体式和分体式进气道进气流通特性及产生的缸内滚流特性，提出了进气不均匀度和进气终了滚流比不均匀度的概念．发现四气门汽油机各缸产生的最大滚流轴线与曲轴轴线夹角是不同的．整体式进气道流通系数和平均流通系数大于分体式进气道．分体式进气道进气终了滚流比大于整体式进气道，平均进气终了滚流比增加7％．分体式进气道进气不均匀度小于整体式进气道，而进气终了滚流比不均匀度则大于整体式进气道．     

双切向进气道柴油机进气过程的三维瞬态数值模拟分析

为了改善柴油机进气系统的进气特性,利用计算流体力学(CFD)软件对长短结合的双切向进气道进气过程进行三维瞬态数值模拟,获得了进气过程中气缸内部流体的速度场和湍动能的变化规律,揭示了其涡流从双涡流结构向单涡流结构的形成过程.在此基础上,对此气道和ZH1105W气道进行了稳流试验并对比,结果表明所设计的双切向进气道可在气缸形成较强的涡流,具有较好的流通特性.     

进气门早关对柴油机进气和燃烧特性的影响

在一台SD2100TA柴油机上安装了全可变液压气门机构,采用进气门早关(EIVC)的方式对进气量和有效压缩比进行调节,并对进气性能和燃烧性能进行了研究。试验研究结果表明:与节气门进气量调节方式相比,EIVC能有效降低泵气损失,且能够降低缸内工质温度,有利于实现低温燃烧。随进气门关闭时刻(IVCT)的提前,有效压缩比降低,压缩终点压力和温度下降,滞燃期增长,着火推迟,预混燃烧比例上升,扩散燃烧比例下降,由于工质总热容降低,燃烧后的缸内工质温度增加,导致排气温度显著提高。在保持指示热效率基本不变的前提下,EIVC可以有效地降低缸内峰值压力,拓宽柴油机负荷范围。在1 650r/min、平均指示压力(IMEP)为0.64MPa工况点,当IVCT从下止点后30°提前到下止点后-50°时,峰值压力降低了26%。     

某型进气歧管CFD计算仿真

利用Star—CD软件对公司某型发动机进气歧管进行三维数值仿真模拟。首先通过CFD稳态计算得到进出口的压力梯度对进气歧管的流通性能进行分析；其次通过瞬态计算分析该进气歧管应用在自然进气发动机与增压发动机时的进气均匀性差别。结果表明：该歧管的流通性能良好；在进气均匀性方面应用在自然进气发动机比应用在增压发动机上效果优良。     

车用发动机谐振进气系统

本文简单介绍了发动机谐振进气系统的基本原理,在结合前人工作的基础上分析了谐振进气系统各结构参数对充量系数φc的影响规律.阐述了谐振进气系统的研究方法和研究现状.对可变进气系统的发展状况进行总结,并分析其优缺点.为致力于提升发动机性能和降低排放的研究人员提供参考.     

涡轮谐振增压系统的研究

本文对谐振系统的不同结构参数进行了大量的计算分析,从而得出了谐振系统参数对谐振效果的影响规律。     

工业燃气轮机进气室设计参数对压气机进气均匀性影响的数值研究

为了降低径向进气室对压气机通流性能的影响,通过三维数值仿真对进气室的设计参数进行了研究。首先,量化评价了不同的进气室平直段子午型线对压气机进气均匀性的影响,然后对进气室支板与平直段支撑筋之间的相对角度进行了研究。研究结果表明：压气机的通流裕度对进气室平直段的型线较为敏感,需要谨慎修型以确保通流性能不会衰减;进气室平直段型线的改型主要诱发压气机进口径向叶尖的旋流畸变;而进气室支板与平直段支撑筋之间相对角度的改变对压气机进口的周向叶根畸变略有影响,支板与支撑筋重合会导致进气室的压损增加,压气机的喘振裕度略有下降,建议支板与支撑筋错开一定角度。     

柴油机进气涡流调节形式及阀板尺寸对进气特性的影响

设计了Z1132柴油机带涡流调节阀的双进气道,并在稳流气道试验台上对该组气道进行了试验。分析了新设计的进气道流量系数和涡流比随调节形式及阀板尺寸的变化规律。试验结果证明,转阀具有导向作用,采用转阀对进气涡流进行调节比用挡板具有更大的调节范围。