可变滚流与二次喷油对火花点燃式发动机稀燃特性影响的研究

本文研究了可变滚流与二次喷油技术对发动机稀燃特性的影响。研究发现:1)在三种滚流比情况下,发动机比油耗随二次喷油比例的增加,呈下降趋势,说明在缸内只存在滚流运动的情况下,采用较大比例的二次喷油量可以获得更好的燃油经济性。2)喷油正时明显影响发动机燃油耗,在三种滚流比情况下,最低油耗点所对应的喷油正时按照T1、T2和T3顺序依次提前;负荷较大时,对应的最低油耗点喷油正时也相应有所提前。3)增强进气滚流运动可以改善发动机低速工况条件下的燃油经济性和排放特性,但应避免可变滚流机构对燃油喷注的阻隔作用。     

二次喷油对点燃式可变滚流进气发动机稀燃影响的研究

利用二次喷油稀燃实验系统研究了二次喷油对可变滚流进气发动机稀燃特性的影响情况。首先,采用纯滚流可变滚流进气系统时,采用较大比例的二次喷油量可以获得更好的稀燃经济性。第二,最低油耗点所对应的喷油正时按照T1、T2和T3顺序依次提前;负荷较大时,对应的最低油耗点喷油正时也相应提前。第三,在可变滚流结构中,二次喷油可能造成局部混合气过浓．导致CO排放增加：同时．在稀燃情况下．增大滚流比可以降低发动机HC和NOχ排放。第四,增大滚流比可以改善发动机低速工况条件下的性能,但应避免机构对燃油喷注的阻隔作用。     

4气门发动机单气门工作时罐内滚流运动的稳态测量研究

在稳流气道试验台上用叶片风速仪测量了4气门发动机单气门工作时缸内的滚流运动。确定了最大滚流矢量的位置;用热线风速仪研究了罐内滚流的形成过程,发现滚流轴线与水平面的夹角随气门升程的增大而增大。此时形成的“滚流”并非纯粹的滚流,而是斜轴涡流。     

4气门火花点火式车用发动机缸内滚流和涡流运动的研究

近年来的研究结果表明，４气门火花点火式发动机具有明显的优越性，是车用汽油机的发展方向。本文报道了稳流气道试验台上对一台４气门汽油机以５种不同结构的进气道进行了气道流动特性的试验，用激光多普勒测速仪的在发动机倒拖工况下测量了缸内的空气运动，得到如下结论：４气门汽油机的缸内宏以空气流动主要绕与气缸中心线垂直方向旋转的滚流运动；高位切向式双进气道可获得较高的滚流速度和平均流量系数，是４气门汽油机理想的进     

可变滚流GDI发动机缸内气体流动特性模拟研究

在一台可变滚流比直喷汽油机(GDI)上对不同滚流强度下缸内冷态湍流流场进行了数值模拟研究,并通过PIV结果进行了实验验证。研究结果表明:进气翻板关闭将显著提高缸内滚流强度并产生较强的湍流,尤其在气门升程最大时刻,其滚流比约为翻板开启时的5倍,湍动能为后者的4倍左右;缸内流场在高滚流比工况时较早地形成单一大尺度涡,同时涡心更明显,流场更加规则,流速相对较高,在进气下止点时平均流速为20m/s;在压缩过程中,高滚流比工况湍流的黏性耗散较大,湍动能衰减较快;但在压缩末期缸内湍动能较低滚流比工况高,同时分布更加均匀。     

多气门汽油机滚流进气道结构的研究

为设计多气门汽油机强滚流进气道，作对所设计的几种滚流进气道模型在稳流试验台上进行了性能测试。结果指明了强滚流进气道对结构的要求，揭示了上大下小的喉口截面形状的进气道可得到较强的滚流强度，但难以提高综合进气性能指标，并证实用滚流进气道与作研制的导流型副气道的组合进气方案可实现提高滚流强度而不牺牲进气流量系数。     

稀薄燃烧发动机的开发

稀薄燃烧不仅降低了发动机排放物中的NO_x 及CO_2,而且也改善了发动机的性能。本文就影响稀薄燃烧的进气道形状、空燃比控制及三元催化剂的应用等方面在理论上与试验中进行了详细的论证。     

TJ376QE二气门发动机稀薄燃烧的实验研究

汽油机燃烧稀混合气是降低有害尾气排放、燃油消耗率的有效途径。由于二气门发动机改变缸内气体流动比较困难,难以形成空气燃料浓度分布,因此目前国际上成功的稀燃发动机均为四气门结构。为增强其涡流和滚流运动,对二气门的TJ37GQE汽油机进气系统进行了改造,随后强烈的空气运动结果表明其有利于组织空气和燃料在缸内的浓度分布,从而为在二气门汽油机上实现稀薄燃烧打下基础;通过采用二次燃油喷射技术,在缸内形成准均质分层混合气,成功地在二气门汽油机上实现了稀薄燃烧。     

可变涡流对稀燃二次喷油火花点燃式发动机性能影响的研究

主要研究了火花点燃式发动机采用二次喷油技术实现稀薄燃烧时,可变涡流对燃油经济性的影响情况。研究结果表明,在负荷和涡流比较大时,采用较小的二次喷油比例可获得较好的燃油经济性。而在缸内不存在涡流运动时,则须采用较大的二次喷油比例才能获得较好的燃油经济性。在缸内气体存在一定强度的涡流运动时,发动机的比油耗随二次喷油正时的变化呈波动状变化;当涡流比为0时,喷油正时对发动机油耗率的影响则与有涡流运动存在时的情况明显不同。这说明涡流运动对二次喷油在缸内的分布存在明显的影响。     

稀燃天然气掺氢发动机的热效率与排放特性

为了分析在天然气中掺入不同体积比的氢气对发动机经济性和排放性的影响,在一台6缸火花点火天然气发动机上开展了体积掺氢比在不同工况下对热效率和排放特性影响的试验研究.结果显示掺氢可以拓宽发动机的稀燃极限,提高燃烧速度,使得最佳转矩点火提前角(MBT)相对推迟;在点火提前角不变的情况下掺氢对热效率没有明显优势,而且会使NOx排放升高.而在MBT时,掺氢可以一定程度上提高发动机的指示热效率,降低未燃CH4和CO的排放,改善NOx与未燃碳氢(主要为CH4)的trade-off关系.掺氢的优势还体现在可以让发动机高效的工作在更稀的情况下,从而有利于降低NOx的排放和传热损失.     

稀燃汽油机电控系统的硬件设计

为了充分发挥稀燃汽油机的性能,研制了一套适用于稀燃汽油机的电子控制系统。系统控制单元ECU参考Siemens公司电控系统设计方案,以C167系列单片机作为微处理器,对发动机的控制采用集中控制,可以实现发动机ECU所有功能,它适用于稀燃汽油机的空燃比、喷油和点火等参数的控制。     

二次喷油过程对稀燃汽油机性能影响的试验研究

利用气道内燃油二次喷射技术可以在气缸内形成准均质稀混合气,改善汽油机稀薄燃烧过程。在一台4缸16气门发动机上,利用自主开发的电控系统,固定两次喷油总量,改变两次喷油比例和二次喷油时刻等参数,可以实现对二次喷油过程的优化,改善混合气形成,从而改善燃烧过程,扩大稀燃极限。采用不同喷油比例,在不同空燃比时实现的节油率为7．7％～19．2％。空燃比越大,二次喷油比例对燃油经济性的改善越明显。选择合适的二次喷油时刻,在气流运动的作用下,有助于对火花塞附近区域混合气进行有效加浓。     

电控喷射稀燃天然气发动机的开发

进行了发动机进气系统、燃烧系统、天然气供给系统、点火系统和电控系统等的设计。研究了天然气发动机稀薄燃烧规律,提出了空燃比分区控制的稀薄燃烧控制方案,实现了不采用EGR情况下NO,排放物的有效控制,仅通过匹配氧化催化转化器,使发动机排放达到了欧Ⅲ（ESC）法规要求。试验结果表明,CA6SE1—21N天然气发动机不仅达到了原柴油机的标定功率水平,而且具有良好的可靠性。     

电控燃油喷射稀燃五气门CA1102Q汽油机试验

介绍一例汽油机多气门化改造的结果。由普通二气门ＣＡ１１０２Ｑ汽油机改造为电控、进气道喷射的五气门汽油机,在未提高压缩比的情况下,采用可变进气技术。实验结果表明：小负荷工况降低比油耗２４％ ,怠速排放降低到仅为国标限定值的１０％ ,低速及高速动力性提高１０％ ,并将稀燃工况拓宽到了９０％ 负荷范围,显示了汽油机多气门化改造的潜力。     

喷油定时对ＣＡ１１０２Ｑ５气门汽油机稀薄燃烧性能影响的试验研究

对ＣＡ１１０２Ｑ５气门汽油机采用稀薄燃烧时喷油定时对燃烧稳定性以及油耗、经济性的影响进行了细致的试验研究。试验结果表明,对于２种不同的进气模式,在部分负荷下采用稀燃时,喷油定时对二进气模式燃烧稳定性的影响比三进气模式大;在发动机燃用稀薄混合气时,喷油定时对排放和经济性的影响较为明显。     

火花点火发动机实现稀薄燃烧的技术措施

本文介绍了火花点火发动机稀薄燃烧的特点及实现稀薄燃烧所采用的关键技术措施，文章指出：实现稀薄燃烧是提高车用火花点火发动机的经济性和改善排放性能的重要途径。