气道喷射汽油机缸内燃烧过程的可视化研究

利用光学单缸机和高速摄像系统,研究了喷油正时对气道喷射汽油机暖机工况缸内燃烧过程的影响,并从不同喷油正时对缸内混合气形成影响过程出发,解释了出现的缸内燃烧现象。研究结果表明,气道喷射汽油机在暖机工况缸内燃烧过程会出现较多的扩散燃烧现象;不同喷油正时对应的雾化和燃油进入缸内的机理不同,所形成的混合气质量也有较大差异,导致出现不同的燃烧现象;在排气行程晚期、进气行程早期和压缩行程中期进行燃油喷射,缸内混合气燃烧过程中出现扩散燃烧现象较少。     

滚流比对缸内直喷汽油机燃烧速度的影响研究

滚流比会影响缸内直喷汽油机的混合过程,从而影响缸内燃烧。利用2种具有不同滚流比的单缸机缸盖,在汽油光学单缸机平台上开展了不同转速和负荷的试验研究,探究滚流比对滞燃期、碳烟排放与燃烧循环稳定性的影响。试验结果表明,提高滚流比能够减小喷雾宽度和喷雾锥角,提高火焰扩散速度。提高滚流强度能显著缩短发动机的滞燃期,推迟喷油正时,能够加强高滚流对滞燃期的缩短程度。对于不同的滚流比,从点火到火焰向单侧传播20 mm的时间与燃烧滞燃期息息相关。喷油正时较早时,低滚流比会引起燃烧循环波动增加、碳烟排放增加;但高滚流比不会引起燃烧循环波动和碳烟排放的严重恶化。因此,提高滚流强度能拓展最佳喷油正时。     

增压直喷汽油机部分负荷燃烧特性及影响因素研究

研究了一台小型增压直喷汽油机部分负荷燃烧特性,并且与一台较大排量的增压直喷发动机进行了对比分析,总结了燃烧规律和影响因素。研究结果表明点火正时、喷油正时对燃烧有显著影响;对于一定工况,存在唯一的最优燃烧相位,使有效燃油油耗率达到最低值;冷却能力是影响最佳燃烧相位的主要因素。     

复合增压直喷汽油机缸内燃烧速度研究

为了研究复合增压直喷汽油机低速高负荷及外特性燃烧速度,搭建了试验平台,进行了大量性能试验,基于其他研究者的研究成果和研究经验,结合燃烧系统开发的工程性,提出了缸内层流燃烧速度和湍流燃烧速度分段分析法。通过该方法对试验结果进行分析,揭示了复合增压直喷汽油机低速高负荷及外特性燃烧速度特征。     

GDI发动机研究概况

介绍GDI（gasoline direct injeetion）发动机的燃烧机理和进气道、高压油泵以及喷油器等的结构。与传统发动机相比，GDI发动机在节能与环保两个方面都具有PFI（port fuel injeetion）无法达到的优越性。     

一种新型含氧燃料燃烧与排放性能研究

开展了柴油机燃用柴油／乙二醇单丁醚混合燃料的燃烧与排放性能研究。试验结果表明：在柴油机中加入一定比例的乙二醇单丁醚（NBE），柴油机热效率得到明显提高，着火略有延迟，燃烧速度加快，燃烧持续期缩短。烟度和CO排放大幅度降低。加入159／5～25％NBE时，烟度下降43．9％～759／5，CO排放在高负荷下降46．5％～56％，HC排放也不同程度降低，NOx排放稍有下降。试验结果显示了柴油机燃用乙二醇单丁醚在降低排放方面的优越性。     

直喷汽油机预混和分层稀薄燃烧特性对比研究

以多孔喷油器中间布置的热力学单缸直喷汽油机为平台,研究了预混和分层2种喷雾模式在发动机不同负荷的燃烧与排放特性,以及分层稀薄燃烧对发动机最大指示热效率的影响。研究结果表明:在燃烧循环变动系数(COV)不超过3的情况下,分层稀薄燃烧能够显著提高发动机部分负荷的过量空气系数极限,并且能在增压全负荷稀薄燃烧工况提高发动机的燃烧稳定性。在部分负荷(转速为1 500 r/min,平均指示压力(IMEP)为0.2 MPa)过量空气系数λ从1.0提高到1.5,泵气损失降低了26.30%,在2 000 r/min自然吸气全负荷工况,单缸机的最大指示热效率达到44.25%。提高λ,CO排放降低,NO_x排放先升高后降低,HC排放先降低后升高。     

缸内直喷汽油机工作过程三维数值模拟

用三维CFD数值模拟软件对一台均质充量缸内直喷汽油机全负荷工况时的进气、压缩和混合气形成过程进行了三维瞬态数值模拟.分析了进气道内及气缸内的工质运动状态,研究了缸内滚流的形成和发展历程及其对混合气形成的影响,探讨了两种喷油定时所对应的燃油喷雾、混合气形成过程.结果显示,在现有条件下喷油开始时刻为420°CA所对应的点火...     

甲醇缸内直喷分层充量燃烧系统的匹配与性能研究

综合缸内直喷发动机壁面引导、喷雾引导和气流引导分层燃烧系统的特点,在1台4缸柴油机改造的火花点火缸内直喷式甲醇发动机上,开发了1种复合导流分层充量燃烧系统.对影响燃烧系统性能的导流面位置、油束的空间分布、涡流比(Ω)、喷油定时(θfj)、点火定时(θig)、喷油器启喷压力(VOP)等主要参数进行了数值模拟和试验优化研究.结果表明:甲醇缸内直喷分层燃烧发动机可以实现过量空气系数(φa)为2.23的分层燃烧,在转速为1 500 r/min、平均有效压力为(pme)0.45 MPa时,有效热效率(ηet)达29.7 %.该甲醇发动机虽然对进气涡流比非常敏感,但循环变动小,在宽广的工况范围内能稳定燃烧,较好地实现了分层燃烧系统的优化匹配.     

一种含氧燃料对柴油机性能的影响

按照内燃机的燃料设计理论，设计了一种新型柴油含氧添加剂，乙酸-2-甲氧基乙酯(MEA)，并在一台TY1100直喷柴油机上研究了柴油与不同比例MEA的混合燃料对柴油机动力性、经济性和排放性能的影响．结果表明，在柴油机参数不作任何改动的情况下，燃料中随着MEA添加比例的增加，柴油机碳烟、HC和CO排放都明显降低，但对NOx排放的影响较小．当MEA的体积分数达到20％时会导致柴油机动力性的显著下降，而在15％时，发动机的碳烟平均下降约50％左右，功率仅下降5％，所以认为15％是一较佳的混合比例．15％MEA混合燃料可使发动机的热效率提高近2个百分点，是一种很有应用前景的含氧燃料．