某四缸乘用车柴油机燃烧系统的设计优化

介绍了长城汽车研发的一款高性能"2.0VGT"柴油发动机燃烧系统的设计优化过程,通过模拟计算发动机整个工作过程,对进排气系统和进气道形状、气流运动形式、喷油器喷雾特性、燃烧室形状进行多方案优化选型。研究不同工况下,喷油规律(次数、喷油间隔、每次喷油量、喷油时刻)、喷油器特性(喷孔数量、喷孔直径、喷油压力、喷油锥角)的喷雾特性(油滴细化程度、贯穿度)对发动机性能、排放和油耗的影响规律。并对发动机实现国Ⅴ排放要求,对所需要的喷油系统特性及燃烧室形状进行研究。     

国外高速柴油机技术发展的现状与趋势(下)

<正> 3燃烧及排放的研究柴油机(以及所有内燃机)燃烧技术研究的主要目的是提高燃烧效率、降低排气污染。燃烧是内燃机技术的中心问题,燃烧过程直接影响着发动机的性能。直喷式高速柴油机燃烧过程和性能方面存在一系列影响因素,即a.设计参数:排量、缸径与行程、活塞平均速度、进气条件、压缩比、隔热条件、气阀以及喷油器的布置;b.混合过程:进气系统、燃烧室、喷油系统、增压系统;c.外部系统:冷却系统、喷油系统、排气再循环系统。对燃烧影响的最主要因素是燃油和空气的混合过程。进气系统和燃烧室形式决定了进入气缸内空气的运动,喷油系统决定了喷入气缸内燃油的分布,即雾注型式、油粒     

一种新型共轨蓄压式柴油机电控单体喷油器

介绍了一种新型共轨蓄压式喷油规律可控的柴油机电控单体喷油器——ＰＡＩＲＣＵＩ。这种喷油器基于蓄压式喷油器的工作原理,喷射过程受电控单元控制,喷油速率受喷油器内部结构参数的控制。其结构简单,喷油定时灵活可调,对油泵及管路的要求简单。ＰＡＩＲＣＵＩ还具备实现高效率低排放燃烧过程的特性：高的平均有效喷射压力、预喷射及快速断油功能。喷油压力与发动机转速无关,但与发动机负荷有关。这些特性对改善发动机排放和燃油消耗是十分有益的。由于ＰＡＩＲＣＵＩ采用标准的Ｐ或Ｓ系列喷油嘴并且其外形尺寸也按照Ｐ或Ｓ系列喷油器设计,因此在发动机上安装ＰＡＩＲＣＵＩ燃油喷射系统十分方便。     

一台共轨发动机断电后不停机故障分析

<正>在做共轨系统匹配时,发动机出现异常后停机检查,没有发现问题,想启动后再看看情况,启动后烟特别大,断开电源后发动机仍然运转一段时间,及时断开油路,发动机才停止运转,此类情况在试验中不常见,我们分析使发动机运转的动力是柴油。根据电控喷油器的工作原理,断电后喷油器应该停止喷油,不会再有燃油喷进燃烧室内,那燃油怎样进入燃烧室的呢?再把开始时发动机出现异常时停机的监视     

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.     

提高电控喷油器喷油速率的方法和试验研究

喷油速率是反映喷油器工作能力的最重要数据之一,无论是提高燃油系统压力、改变喷油嘴参数,或者改进控制阀流动参数、优化电磁铁驱动等,最终目标都是通过喷油器喷油速率和喷雾质量的改变来达到与发动机燃烧需求相匹配的目的。本文通过模拟仿真与试验分析,来研究影响电控喷油器喷油速率的关键结构形式和技术参数。对采取的改进措施进行试验验证有效性,为今后正向设计喷油器提供依据,以实现不同发动机对喷油速率的差异化匹配需求。     

某高压共轨柴油机非道路国三排放控制研究

对某型高速柴油机采用电控高压共轨技术方案,分析燃烧室的几何形状对柴油机缸内燃烧的影响,借助Fire软件对燃烧室进行仿真分析,模拟缸内燃烧温度、燃油当量比分布等,设计满足高混合速率的凸台燃烧室,以优化共轨柴油机缸内燃烧过程.结合台架标定试验,对共轨系统燃油喷射策略进行优化和调整,包括柴油机所有工况的喷油规律、喷油压力、喷...     

直喷式柴油机进气涡流比与喷油系统参数优化匹配的多维仿真研究

基于多维数值模拟方法,研究了直喷式柴油机进气涡流比与喷油系统参数之间的匹配关系,并分析了进气涡流对柴油机油束撞壁的影响。研究结果表明:对于较小口径比的柴油机燃烧室,进气涡流对燃油混合的促进作用主要发生在油束撞壁以后,并影响燃油蒸气在燃烧室壁面附近的轴向分布情况;为了获得理想的燃油蒸气空间分布,涡流比的匹配值应随着喷孔数的增加而逐渐减小;通过改变喷油器的油束夹角,可以改善燃油蒸气在燃烧室壁面处的轴向分布情况,改善发动机的燃烧效果。     

双层分流燃烧室内空间利用和喷雾分布的研究

应用可视化方法测试了不同喷油参数条件下3种双层分流燃烧室内的燃油喷雾扩散过程,探讨燃烧室的碰撞台、燃烧空间容积比例、燃烧空间形状等结构特征以及喷油压力和喷油正时等喷油参数对燃烧室内空间利用和燃油喷雾分布的影响.结果表明:提高喷油压力和提前喷油正时均增大了燃油喷雾的分布范围,提前喷油正时使燃油喷雾更早地进入了顶隙空间,降低了燃烧室结构对燃油喷雾分布的影响,但燃烧室的空间利用率下降;降低碰撞台位置和增大上层燃烧空间容积有利于燃烧室顶层空间的利用;剥离面可以促进下层燃烧空间内燃油喷雾的扩散;上层燃烧空间采用凸圆弧底面使燃烧室顶层区域在较早喷油正时时获得了较好的利用.     

电子喷油器的研制

发动机采用电子喷油器后,输出功率高、燃油经济性好、排放物少和运转能力好,并且在发动机全部使用期间造些特性都稳定,因此,即使在小排量发动机中,电子喷油器也将取代汽化器。由于利用进气歧管中的气流谐振能够获得潜在功率,所以在小型发动机中不仅装备单点式喷油系统,而且也装备多点式喷油系统。这就要求在极短的喷油脉冲时间里对微量的燃油进行精确的计量,还要求喷油器有改善的低端线性。     

喷油策略对直喷发动机燃烧影响的可视化研究

在一台中置多孔喷油器的光学单缸发动机上,通过高压直喷供油系统和时序控制单元控制喷油压力、喷油时刻(SOI)来研究燃油喷射控制策略对缸内喷雾发展形态和燃烧特性的影响,研究结果表明,SOI影响缸内混合气的形成,合适的SOI可以避免喷雾撞击缸套或活塞;SOI对燃烧特性有显著的影响,通过调整SOI,可以改善燃烧稳定性,减小燃烧过程中碳烟生成的明亮区域;缸内直喷发动机中,喷油压力直接影响喷雾的宏观形态,随着喷油压力的增加,有利于燃油的破碎和雾化,有利于缸内混合气的形成,进而保证稳定的预混合燃烧过程。     

缸内直喷(GDI)汽油机燃油喷雾和分层燃烧的数值研究

应用修正的多维流体力学计算程序KIVA-3V对缸内直喷(GDI)汽油机燃油喷雾和混合气分层燃烧过程进行了数值模拟。修正的子模型包括改进的燃油薄膜雾化模型、油滴破碎模型、油滴分布模型、初始缸内气体滚流模型、油滴蒸发模型以及燃烧模型。针对一种典型的三菱缸内直喷汽油机燃烧室结构在部分负荷工况下的燃油喷雾和分层燃烧进行了数值模拟。分析了不同的喷油器位置,缸内逆向滚流强度以及喷油时刻对火花塞附近混合气浓度的影响。计算结果表明,这些参数对燃油分层模式,点火过程以及燃烧特性都有显著影响,不适合的参数将导致火花塞间隙附近燃油空气混合气过稀或过浓从而使燃烧恶化。对缸内直喷汽油机部分负荷工况而言,燃烧室构形、缸内气体流动组织以及喷油时刻的优化设计对实现成功的分层燃烧起着重要作用。     

高压共轨喷油器磨损试验研究

喷油器是内燃机燃油系统的重要组成部分,喷油器的磨损直接影响发动机的性能。本文对磨损喷油器的喷油量、喷油一致性、喷油持续时间及延迟等性能在EFS试验台检测,通过与新喷油器相应特性的对比分析,得出磨损喷油器的喷油性能变化规律,提出可通过油量修正来延长喷油器使用寿命的方法。     

燃油喷射参数对直喷式柴油机燃烧性能与排放的影响

此项研究的目的是探讨在直喷式柴油机中,燃油喷射参数对燃烧性能和排放的影响。柴油机的循环情况和燃油喷射参数在发动机燃烧过程和排放中起了重要作用。 为了获得喷油参数对柴油机的燃烧性能与排放的影响情况,在带有副燃烧室的单缸直喷式柴油机上进行了试验。 试验结果表明,在不同燃油喷射压力和进气气流情况下,副燃烧室能降低排放和改善发动机性能。我们还发现,增加燃油喷射压力可提高气缸压力、气体温度,降低排放。     

模型研究在优化柴油机燃烧过程中的应用

在优化汽车用柴油机的燃烧过程时,需要进行一些基础性的研究工作。这项研究工作要分别在发动机上或通过分析研究来进行,它要涉及各种循环过程的燃烧室内空气动力学特性场和燃油喷注的状态。把模型研究方法与带有光学通道的试验研究方法相结合,就可以实现燃烧过程的可视、可测化。在优化汽车发动机燃烧室的工作中,也可以使用这种方法。文中所述的试验研究工作,是在单缸发动机上进行的,其燃烧室形状、结构参数和喷油系统参数可以有多种。     

柴油机排放控制的进展(下)

<正> 3.2 燃烧系统通常,燃烧系统包括进气道和喷油系统的元件。不过,就本文而言,燃烧系统指的是气缸内燃油和空气混合并燃烧的区域。与排放减少有关的三个方面是燃烧室形状、燃烧室位置和压缩比。 3.2.1 燃烧室形状在燃烧开始前实现燃油和空气良好混合     

用双弹簧喷油器降低直喷式柴油机燃烧噪声的研究

本文阐述利用双弹簧喷油器来降低１３５系列直喷式柴油机燃烧噪声，研究观察了双弹簧喷油器的喷油规律和工作过程，这有助于更好地了解双弹簧喷油器降低燃烧噪声的规律特性。通过长管法测出双弹簧喷油器的喷油规律，从喷油规律图上能清晰可见：第一级开启压力的变化对燃油喷射初期的喷油率影响不大，第二级开启压力变化时，初期喷油率形状有所变化，而预升程即第一级升程的改变则很大程度上影响初期喷油率的形状。通过大量试验得出：双弹簧喷油器的降噪效果在中低速范围内最明显，随着柴油机转速的升高，其降噪效果下降。高速时燃烧噪声显著增加，但对涡轮增压柴油机，由于高速时滞燃期短，则可不受这种规律的限制。     

改预燃为直喷提高200型柴油机经济性的试验研究

本文着重介绍了把预燃室式燃烧系统换成直喷式燃烧系统提高200型柴油机经济性的试验结果。改换后使原机燃油耗率降低4.1～5.4%。简略分析了燃烧室形状、喷油系统、进气涡流之间的配合及燃烧室容积比V_K/V_C、燃烧室口径比d_K/D 对发动机性能的影响。     

不同启喷压力下柴油机喷油特性预测研究

建立了柴油机可控启喷压力喷油器燃油喷射系统液力模型,并进行仿真计算;利用CB-466燃烧分析仪测试该燃油喷射系统的喷油器针阀升程和喷油器端高压油管燃油压力,与仿真计算结果对比,验证了仿真模型和计算方法的可信性;在此基础下就不同启喷压力下柴油机喷油特性进行了预测研究。结果表明:启喷压力增大使得喷油延迟,喷油压力增大,燃油的喷雾质量改善。     

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.