进气道对缸内直喷增压汽油机性能的影响

应用稳态CFD方法对高、低滚流比进气道进行了分析,高滚流比气道较低滚流比气道流量系数降低16%,滚流比提高22%.基于这两种气道对缸内直喷增压汽油机进气和压缩冲程油气混合的影响进行了瞬态CFD分析.结果表明,高滚流比气道在缸内能形成更规则的大尺度漩涡,且缸内瞬态滚流比更高,两种对称气道瞬态涡流比基本为零,进气道流量系数...     

缸内直喷汽油机燃烧控制策略及实现

本介绍了基于两次燃油喷射的缸内直喷汽油机的开发，着重介绍其中的喷油电控系统。两次燃油喷射技术被用来控制混合气形成和燃烧，以降低燃烧系统设计的复杂程度。设计开发了控制两次喷油的时间及喷油量的电控系统，可以精确控制高压旋流喷嘴的喷雾。进行了改变喷油参数对发动机性能影响的试验，结果表明：第二次喷油时刻及一、二次喷油量分配比例对发动机性能影响较为显；在空燃比接近18时，发动机燃油经济性较好。     

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。     

缸内直喷二冲程汽油机均质燃烧过程的数值模拟

缸内直喷二冲程发动机实现均质燃烧的主要问题是在过早喷油时会导致燃油逃逸的现象发生,因此本文采用旋流喷油器,配合高转速,利用AVL-FIRE软件模拟形成近化学计量比的混合气实现均质燃烧。模拟了均质燃烧过程中混合气形成及不同点火时刻燃烧放热率、缸温缸压等随曲轴的变化,结果表明:高转速大负荷下,在ABDC15°CA喷射,BTDC15°CA点火,可以实现均质燃烧模式,从而达到提高发动机热效率和降低排放的目的。     

汽油机缸内直喷技术探析

本文主要就燃油喷射系统、燃烧系统以及控制策略探讨了GDI技术的优势,分析了GDI目前面临的难题,并指出排放问题是制约GDI发动机发展的关键.     

涡轮增压直喷汽油机缸内流场、混合气形成和燃烧数值模拟及试验

建立了发动机3D模型,在发动机进气道上采用了一个滚流控制阀片,以控制发动机气流运动。通过计算流体力学(CFD)软件计算缸内流场随曲轴转角的演变和发展过程,评估了缸内的滚流运动和湍动能。模拟了在当量空燃比条件下缸内混合气的浓度场分布,分析了缸内燃烧过程。研究结果表明:采用滚流控制阀在2 000r/min、0.2MPa和1 750r/min全负荷工况下能够有效提升缸内滚流比,并且在压缩行程末期增强了湍动能,有助于提升燃烧速率,改善燃烧。通过设计特殊形式的活塞顶面,对喷雾进行引导,避免了燃油喷雾直接碰撞在缸壁。燃烧模拟的缸内压力曲线与实际发动机台架测试的结果吻合性较好。     

增压直喷汽油机超级爆震现象与初步试验

在增压缸内直喷汽油机上发现了与普通爆震不同的异常燃烧模式——超级爆震,阐述了超级爆震的特征,对比分析了超级爆震与常规爆震和正常燃烧的基本不同．发生超级爆震时,最大爆压达到正常燃烧的2倍以上,并且通过推迟点火角不能抑制超级爆震的发生．在此基础上,初步研究了冷却水温度、进气温度、进气相位和过量空气系数等对超级爆震的影响．试...     

汽油机缸内直喷技术发展的分析与研究

本文详细介绍了汽油机缸内直喷（GDI）发动机的发展、技术特点、面临的难题及今后研究工作的重点。指出了排放的控制措施将成为决定其推广实用的关键因素。最后对汽油机缸内直喷新技术的发展,进行了展望。     

缸内直喷灵活燃料发动机性能和燃烧特性的研究

根据所测的示功图和排放结果,分析了一台采用火花点火、缸内直喷周向分层燃烧系统,能够灵活燃用甲醇、乙醇和汽油的发动机的性能和燃烧特性.研究表明,由于采用分层燃烧,灵活燃料发动机具有与直喷柴油机相当的热效率,在负荷特性上,燃用醇类燃料和汽油时的NOx排放分别仅为柴油机的10%～40%和21%～78%,CO排放低于1%,HC排放略高于柴油机,燃用醇类燃料时能实现无烟燃烧,燃用汽油时仅在高负荷时存在少许碳烟.灵活燃料发动机的燃烧由预混燃烧与扩散燃烧组成,具有非常快的燃烧速率,上止点后3～5°CA就燃烧完50%燃料,燃烧持续期在28～37°CA范围内,甲醇的燃烧速率最快,汽油的燃烧速率在低负荷时比乙醇稍快,在高负荷时比乙醇慢.     

缸内直喷汽油机喷雾、混合气形成和燃烧过程的三维数值模拟

建立了带进排气道的缸内直喷(GDI)汽油机三维数值模型,并对喷雾模型和燃烧模型进行了实验标定,进而模拟了GDI发动机化学当量比条件下均质混合气和分层混合气两种模式从进气-喷雾-混合气形成-燃烧的全过程.模拟结果表明,GDI发动机高压多孔喷嘴喷雾雾化明显,贯穿距离较长,进气过程中缸内形成强滚流促进燃油蒸发和油气混合;进气冲程单次喷射可在缸内点火之前形成较为均匀的混合气,进气和压缩冲程中进行两次喷射可在缸内点火之前形成火花塞附近较浓、周围较稀的分层混合气;在化学当量比条件下适当采用分层混合气燃烧,与均质混合气相比可以降低燃烧速度,从而减小最大爆发压力和压力升高率.计算结果有助于深入理解GDI发动机的工作过程,并为后续研究GDI燃烧控制策略提供了模拟计算平台.     

增压直喷汽油机超级爆震研究进展

缸内直喷和增压已成为当今汽油机技术的主流方向,然而,随着发动机小型化和动力性的提高,增压汽油直喷发动机出现了一种新的异常燃烧现象——超级爆震,严重影响着发动机性能和使用寿命。本文根据国内外超级爆震的研究现状,阐述了超级爆震的产生机理和检测方法,从发动机及其零部件设计参数、运行参数、控制参数以及燃油和机油品质等方面,分析了影响超级爆震的因素,给出了缓解和抑制超级爆震的措施。     

缸内燃烧过程模拟在GDI发动机设计中的应用

利用AVL-Fire软件对开发中的某GDI发动机缸内的流动、喷雾、点火燃烧等过程进行了模拟分析。对缸内滚流、雾化效果等进行了评估,并就气道设计,喷油器选择以及正时调整等方面给出了工程优化建议。     

家用轿车发动机实现汽油缸内直喷的计算研究

汽油缸内直喷（GDI）已成为新一代汽油机提高经济性、降低排放的重要手段。作者以一台家用轿车三缸发动机为对象,对缸内直喷的空气流动、混合过程和燃烧情况进行三维模拟计算分析。结果表明,采用该燃烧室设计方案并与适当的喷雾、气流运动相配合,在当量空比时,使用汽油缸内直喷能获得与均质预混燃烧相近的效果。同时,调整喷油定时,能够在缸内形成工质的非均匀分布,在总空燃比为30时仍能实现衡薄燃烧。     

火花塞对缸内汽油直喷增压发动机油气混合影响研究

针对三种不同火花塞,利用STAR-CD软件对某缸内汽油直喷(GDI)增压发动机在1 500 r/min全负荷工况下缸内的油气混合进行了CFD分析,得到发动机在点火时刻气缸内及火花塞附近混合气的空燃比及流场分布,并评价了缸内滚流、湍动能及油气均匀性参数。分析结果表明,在点火时刻,三种火花塞周围湍动能和缸内油气场特性略有差异。但总体上来说,对点火性能影响不大,为GDI发动机的火花塞设计和使用提供了理论依据。     

增压直喷汽油机的低速早燃特性研究

对一台增压直喷汽油机进行低速早燃(low-speed pre-ignition,LSPI)试验研究,在转速为1 750r/min和转矩为320N·m这一典型的低速早燃工况下,早燃的着火时刻越早,爆震发生倾向越高,并且强度也越大。试验同时研究了发动机运行参数和机油物理化学性质对早燃的影响,研究结果表明随着中冷温度和冷却液温度的提高,早燃频次增加;高黏度的机油可以抑制超级爆震频次和发生倾向;机油添加剂中钙元素对超级爆震的发生起极大促进作用,磷元素起较大抑制作用,镁元素的抑制作用最小。     

基于ASCET软件的GDI汽油机增压控制模型

采用电控增压控制技术可以实时精确地控制GDI汽油机增压压力的设定值,克服机械气动增压控制方案中的诸多弊端。论文利用ETAS公司的ASCET软件开发设计了增压控制模块、生成C代码并进行硬件仿真试验。试验结果验证了增压建模的正确性,并说明增压调节的闭环控制使发动机系统更加可靠稳定。     

低压EGR对GDI增压汽油机外特性下性能和排放影响

通过一款涡轮增压汽油直喷(gasoline direct injection,GDI)发动机低压废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)的试验,研究了EGR率和点火提前角的综合作用对增压GDI发动机的燃烧、缸压、排放和油耗等方面的影响。结果表明,在GDI增压发动机中加入EGR后,由于废气的稀释和热容作用,使缸内燃烧持续期增大,排气温度下降,燃烧相位也发生了改变。这对发动机外特性的有利影响是油耗减少,CO和NO_x排放也明显减少;不利影响是EGR的加入提高了增压发动机的排气压力,导致泵气损失增加。此外,总碳氢(total hydro carbons,THC)排放也有所增加。在GDI增压汽油机中使用EGR系统并配合点火角的调节能够有效提高热效率,降低NO_x排放。     

点火室直喷汽油机的电控点火与缸压采集系统的开发

开发了一套应用在点火室直喷汽油机上的电控点火与缸压采集系统,阐述了它的硬件组成、软件程序与实验验证.该系统具有实时修改点火提前角的电控点火功能和精确的缸压采集功能,也可以应用在天然气发动机等其他火花点火式发动机的开发试验中.