小型非道路柴油机内部废气再循环排放性能研究

以某小型非道路电控柴油机为样机,采用峰排气凸轮实现内部废气再循环(Internal Exhaust Gas Recirculation,IEGR),通过数值模拟计算和试验研究,分析IEGR小型非道路电控柴油机的排放性能。结果表明:设计的双峰排气凸轮方案能有效实现IEGR率。排气副凸轮开启始点推迟,能使IEGR率明显降低,燃油消耗率及功率分别有微弱的下降和上升;排气副凸轮升程的增加,使IEGR率及燃油消耗率都有微弱的上升,功率略微下降;排气副凸轮工作段包角的增加,使IEGR率略微上升,油耗及功率变化甚微。IEGR结合电控喷油正时的协同优化,当IEGR方案的HC+NOx加权排放值由原机的6.722g/h降低至5.161g/h时,碳烟排放及CO排放在满足美国EPAⅣ非道路排放法规的基础上有略微增加;当IEGR方案HC+NOx加权排放值与原机相当时,燃油消耗率降低了4.2%,CO排放降低了30.7%,而碳烟排放仅微弱上升。IEGR结合电控喷油正时的协同优化具有实现整机性能优化的潜力,为IEGR技术在小型非道路柴油机上的应用提供了参考。     

低温条件Urea-SCR喷射系统结构对雾化混合特性的影响研究

采用数值模拟方法,对低排温条件下柴油机Urea-SCR系统尿素水溶液(UWS)喷雾雾化和混合过程进行了研究,分析了喷射压力、喷射角度对排气管内液滴蒸发和分布以及NH3浓度均匀性的影响,并利用喷雾激光测试手段,对发动机运行条件下透明石英排气管内液滴分布进行了测量。结果表明:提升喷射压力同时适当减小喷射角度,能够降低喷雾液滴大小,促进液滴蒸发,改善管内液滴分布进而提升氨浓度分布均匀性;20bar喷射压力和30°喷射角度方案由于其较好的喷雾特性和较少的喷雾撞壁现象,使得催化剂前端面NH3浓度分布更为均匀,有利于提升SCR系统转化效率。     

通用小型汽油机进排气系统试验台设计与应用

针对国内通用小型汽油机生产中出现的问题,为提高汽油机进排气系统的流通能力和降低整机排放,设计了用于通用小型汽油机进排气系统的稳流试验台,对稳流试验台用于汽油机的研究、零部件检验和整机质量控制的功能做了介绍,以1P68F汽油机为例,对汽油机的进排气系统进行了初步稳流试验,对试验结果进行了分析,结果表明通用小型汽油机进排气系统零部件流动性能普遍较差。按内燃机流动特性进行优化设计、处理好压铸件工艺要求与流通性能的矛盾,改进通用小型汽油机进排气系统零部件质量,能提高我国通用小型汽油机的性能和产品技术水平。     

运行参数对小型通用汽油机排放的影响

影响小型通用汽油机排放的因素很多,除了混合气成分和点火系统之外,小型通用汽油机的运行参数,如转速、功率、燃烧室积炭等对其排放性能也有较大的影响.本文以运行参数对小型通用汽油机排放的影响进行了分析,为小型通用汽油机在产品生命周期内降低其排放,提供更多的解决措施.     

IEGR对小型非道路柴油机性能影响的可视化研究

以某小型非道路柴油机为样机,搭建了柴油机缸内喷雾燃烧过程可视化研究平台,进行缸内燃烧过程高速摄影研究,分析内部废气再循环（Internal Exhaust Gas Recirculation,IEGR）对小型非道路柴油机燃烧及排放性能的影响规律。结果表明,引入IEGR会缩短滞燃期,延长燃烧持续期。IEGR在低负荷时可提高缸内燃烧温度,在中高负荷时则可以降低缸内燃烧温度。随着IEGR率增大,NOx逐渐降低,且这种降低的趋势随负荷率的增加愈趋明显,SOOT均有一定程度的升高,但并未严重恶化。IEGR对柴油机油耗有一定的改善效果,且随负荷率的减小,IEGR对油耗率的改善效果增强。     

基于超材料的高效率多源无线充电系统的研究

对于多发射源无线充电系统来说,发射线圈与接收线圈间的错位会导致互感急剧下降,使得传输效率降低.为提升多源无线充电系统的效率,首先,分析多发射线圈间相对位置与传输功率的关系,找出取得最大功率输出的条件;然后,设计出一种新型宽边耦合正方形螺旋结构的电磁超材料,增强收/发线圈间消逝波强度,在不改变传输系统本身的情况下有效提升传输效率;最后,搭建双源磁谐振式无线电能传输系统实物平台进行验证.实验结果表明:相比于单源系统,双源系统传输效率提高约15％;当收/发端线圈夹角为40°时,双源系统传输效率达到最高,为41.4％;添加超材料可使系统传输效率有效提高约20％,添加三块超材料可提高约36％.     

喷油参数对发动机怠速工况噪声与声品质的影响

以某4缸柴油机为研究对象,选取怠速工况进行噪声试验。首先研究了主喷正时、预喷间隔和预喷油量对发动机声压级及声品质参数的影响,并对不同喷油参数下的燃烧过程进行了分析。随后对该发动机怠速工况进行了噪声品质优化。试验结果表明,不同喷油参数对发动机声品质具有较大影响。响度的变化趋势与声压级基本相同。通过优化燃烧过程,降低发动机高频振荡与循环波动,可以有效降低声品质尖锐度与粗糙度,但波动度几乎不受影响。最后对怠速工况发动机声品质进行多参数优化,在保证发动机排放性能的同时声品质较原机明显提高。尖锐度由1.747acum降低至1.709acum,较原机降低约2.1%。粗糙度由0.748asper降低至0.639asper,较原机降低14.8%。     

两气门柴油机缸盖火力面热边界条件的确定方法

为了在两气门柴油机缸盖传热的计算过程中,确定有效的缸盖火力面热边界条件,以快速、准确得计算出缸盖温度场,提出一种新的两气门柴油机缸盖火力面热边界条件的确定方法。在建立缸盖传热计算模型时,采用径向分区的思想施加缸盖火力面初始热边界条件,通过结合缸盖底部测点实测温度数据,研究得到缸盖火力面径向各区域最终换热系数值,进而拟合出缸盖火力面上换热系数随半径变化的函数关系式,将此函数关系式和当量循环燃气温度一起作为两气门柴油机缸盖火力面的热边界条件。最后以某两气门柴油机为例,建立整机流固耦合传热模型,对该方法进行了验证,计算结果表明:拟合公式法较常用的分区计算法具有更好的精度表现,为同类型的两气门柴油机缸盖传热计算提供了新的火力面热边界条件确定方法。     

通用小型汽油机进气道CFD模拟计算与分析

本文通过气道稳流试验和CFD模拟计算求得168F通用小型汽油机进气道的流量系数,将模拟计算和试验得到的流量系数进行了对比分析.并且通过对气道内气体流动速度矢量分布的分析,研究如何在满足铸造工艺的同时提高气道的流通性,改善发动机的综合性能.     

活塞结构参数对敲击能量影响的计算研究

针对内燃机降噪的现实需求,以Ricardo-Pisdyn软件为模拟计算工具,综合考虑活塞接触面粗糙度、活塞和缸套热及弹性变形,建立活塞组件的三维动力学模型,系统性研究了配缸间隙、活塞销偏置以及裙部型线等结构参数对活塞敲击能量的影响规律。结果表明:配缸间隙对活塞敲击能量有明显影响,增大配缸间隙会加剧活塞二阶运动,大幅增加活塞敲击能量;活塞销向主推力面合理偏置,可减小活塞最大敲击能量;增大中凸点高度,可以缩小裙部顶端至中凸点区域与缸套的热态间隙,抑制活塞二阶运动,减小敲击能量;增大裙部顶端间隙或减小裙部型线上指数,都会引起做功行程初期活塞的剧烈敲击;裙部底端间隙和型线下指数对活塞敲击能量的影响较小,增大裙部底端间隙或者减小裙部型线下指数,会导致活塞敲击能量略微增大。