进气道型式对四气门汽油机进气流动特性的影响

在稳流气道试验台上,研究了四气门汽油机整体式和分体式进气道进气流通特性及产生的缸内滚流特性,提出了进气不均匀度和进气终了滚流比不均匀度的概念．发现四气门汽油机各缸产生的最大滚流轴线与曲轴轴线夹角是不同的．整体式进气道流通系数和平均流通系数大于分体式进气道．分体式进气道进气终了滚流比大于整体式进气道,平均进气终了滚流比增加7％．分体式进气道进气不均匀度小于整体式进气道,而进气终了滚流比不均匀度则大于整体式进气道．     

气门正时对柴油燃料HCCI燃烧影响的初步实验研究

开发了变进排气正时控制机构,实现气门正时的调节,采用在进气上止点前进行柴油燃料的喷射,利用缸内残余高温废气余热加速燃油蒸发,实现了柴油燃料的HCCI燃烧,同时,研究了不同气门重叠期下HCCI燃烧的燃烧特性,不同负荷的工作稳定性和排放特性,结果表明,对于低温自燃性好的柴油燃料,排气门早关和进气门晚开引起的缸内温度升高比由此引起的残余废气增加对工质的稀释效果更大,使HCCI燃烧的着火始点提前,易引起大负荷工况HCCI燃烧的工作粗暴,但有利于小负荷工况HCCI燃烧的工作稳定性。     

点火方式对汽油机燃烧过程的影响

通过基本结构的微小变动,将单火花塞点火(single spark ignition,SSI)改造成双火花塞点火(dual spark ignition,DSI),运用三维仿真软件AVL FIRE模拟仿真,并通过试验验证。再对单火花塞点火、双火花塞同步点火(dual synchronous spark ignition,DSSI)、异步点火(dual asynchronous spark ignition,DASI)3种不同的点火方式进行对比。结果表明:在6500 r/min转速全负荷状态下,空气过量系数为1.00而其他参数调整为最佳时,单火花塞的最佳点火提前角为29°,在空气过量系数为1.15的最佳参数下,双火花塞同步点火的最佳点火提前角为22°,双火花塞异步点火的最佳点火提前角为22°和24°。其中,发动机综合性能在双火花塞异步点火条件下表现最好:相对于单火花塞点火指示功提升8.49%;相对于同步点火,可将最高燃烧压力和压缩负功减小,指示功提升3.60%;同时改善了排放性。上述研究中发动机均控制在未发生爆震情况下。     

汽油机进气结构参数对换气过程的影响研究

为研究进气系统结构参数对汽油机换气过程的影响,用有限差分法编制的程序对某３缸汽油机的换气过程进行模拟计算。分析了进气总管和进气支管的管长、管径以及进气腔容积对充气系数的影响规律。     

四气门汽油机低速低负荷燃烧过程的试验研究

在发动机试验台上,用CB-466燃烧分析仪对四气门汽油机低速低负荷燃烧压力循环变动进行了试验研究。试验结果表明,转速不变时,随着负荷的增加,指示热效率逐渐增加,达到最大值后又逐渐减小,最高燃烧压力及其标准偏差和平均指示压力逐渐增加,最高燃烧压力循环变动率和平均指示压力循环变动率则随之减小;中等负荷与小负荷相比,最高燃烧压力循环变动率减少了28.3%,平均指示压力循环变动率减少了47.6%。在负荷不变的条件下,随着转速的增加,指示热效率逐渐增加,低转速时的指示热效率仅为中等转速时的指示热效率的57.4%,最高燃烧压力随之减小,最高燃烧压力循环变动率、平均指示压力及其标准偏差和平均指示压力循环变动率逐渐增加。平均指示压力循环变动率与最高燃烧压力循环变动率相比较小,平均指示压力循环变动率仅为最高燃烧压力循环变动率的37.1%。     

应用高速纹影法对汽油机燃烧过程的研究

根据光学纹影法的基本原理和高速摄影技术,在可视化发动机台架上搭建了一套反射式纹影光路系统,使其能够较清晰准确地记录燃料初期蓝焰的扩散过程。通过对比,纹影图像比直接摄影图像能更早地观察到火焰的产生,火焰轮廓更大,能够反应火焰的变化形态。试验将此系统应用在汽油机燃烧过程的研究中,并分析了空燃比和负荷时汽油机火焰传播速度及火焰形态的影响。结果表明:在理论空燃比附近,随着混合气变浓,着火始点靠前,火焰传播速度加快,火焰的表面皱折变大;负荷的提高使得燃烧更加充分,着火提前,火焰传播速度提高,火焰皱折增大。     

四气门汽油机进气与压缩过程缸内流场的大涡模拟

通过修改发动机多维CFD计算程序KIVA-3V,建立了内燃机缸内冷态流场的大涡模拟(LES)计算模型.利用此模型对4气门汽油机进气与压缩过程中缸内流场进行了详细分析,并与k-ε模型进行了比较.研究结果表明:与采用k-ε模型计算时相比,采用LES计算时显示了更为复杂的湍流结构;采用LES计算时除了能够得到有序的大尺度涡团结构外,还能捕捉到大量不规则的小涡团结构,而采用k-ε模型计算时基本上捕捉不到不规则的小涡团结构.     

进气温度对正庚烷HCCI燃烧特性影响研究

在一台燃烧边界条件可控的快速压缩机上对均质压燃燃烧方式(HCCI)下进气温度对燃烧特性的影响进行了研究.以正庚烷燃料为研究对象,在不同的进气温度条件下,通过对燃烧始点、燃烧持续期、燃烧放热率等参数的分析,得出了进气温度对HCCI燃烧特性的影响规律.试验结果表明:随着进气温度的升高,燃烧始点提前,燃烧持续期缩短,最高燃烧温度升高,放热率最大值增加.     

EGR对汽油机HCCI燃烧过程的影响机理

以甲苯掺比燃料作为汽油燃料替代混合物,利用零维单区化学动力学模型,在EGR率为20％时,分析和研究EGR中添加不同摩尔分数的CO、NO和CH2O对汽油机HCCI燃烧的化学作用,进而分析添加物对生成物中有害物质的影响.通过模拟分析可知,不同摩尔分数的添加物可以使气缸内的温度和压力有一定程度的提高,同时能够降低废气中的CO、NOx和UHC等有害物质的排放.     

四气门汽油机准均质稀混合气燃烧过程的实验研究

在一台未做任何结构改动的四缸、16气门进气道喷射产品发动机上，通过二次喷油技术形成优化的缸内准均质稀混合气浓度分布，从而实现准均质稀薄燃烧，性能实验结果表明，两次喷油可拓展发动机的稀燃极限1．5～2个空燃比单位，最高达23．5；发动机燃油消耗同原电控喷射发动机相比可降低19．1％；在整个空燃比范围内，经过优化的两次喷油稀燃的最低油耗较单次喷油稀燃下降6．5％。     

进气温度对柴油机无氮燃烧过程的影响

无氮进气(O2/CO2)代替常规空气进行燃烧是一条能够实现柴油机高效、超低排放的技术途径,试验过程中发现进气温度对无氮燃烧过程有着较大的影响。本文运用AVL fire的Diesel的模块对不同进气温度条件下的无氮燃烧过程进行模拟。以进气O2浓度为65%、进气压力为0.095MPa为基础,设置进气温度分别为315K、325K、335K、345K、350K、360K、370K、380K、385K共9组,模拟分析了燃烧开始阶段燃烧产物的生成、不同进气温度对燃烧特性、动力性和经济性的影响。结果表明:进气温度对柴油机无氮燃烧过程的影响主要表现在燃烧开始阶段,当进气温度为360K时,柴油机无氮燃烧特性曲线与常规燃烧曲线趋于一致。     

汽油机进气过程缸内气流及边界层流动特性

将改进的延迟分离涡模型(IDDES)应用于汽油机进气过程缸内气流运动的数值模拟,通过壁模型的改进提高了对内燃机近壁流动模拟的可靠性.模拟结果得到了近壁显微粒子图像测速技术(micro-PIV)试验数据的验证,在此基础上,研究了进气射流影响区域近壁量纲为1的速度分布,分析了缸内不同尺度分流场的能量分布和近壁区域瞬时流场的...     

2气门汽油机滚流进气系统的稳流实验研究

滚流（ｔｕｍｂｌｅ）本来是多气门发动机中应用的一种用于改善发动机性能的空气运动形式,其原因在由滚流生成的紊流具有尺度大,强度高的特点,可对汽油燃烧产生的有利影响,２气门汽油机一般不具备多气门发动机那样的进排气道侧布置的条件,这为滚流在２气门汽油机上的应用造成障碍。本文作者着眼有于目前国内的实际发动机生产水平,摸索了几种２气门汽油机中产生滚流的方案,通过稳流实验及性能实验证明２气门发动机中同样可以产     

汽油机燃烧过程光纤传象高速摄影技术的研究

本文提出了一种新型的观测研究汽油机燃烧过程的有效方法—光纤传象高速摄影技术。作者采用自行研制的光纤传象内窥光学系统,与高速摄影机配合使用,在汽油机射流燃烧室内成功地拍摄到了射流燃烧室中燃烧过程序列照片,该装置安装、使用方便,只需把内窥摄影物镜拧入燃烧室内,无需改变发动机结构,不必拆卸气缸盖和其它零件。由高速影片上可以清楚地观察到电火花跳火后火焰核心形成及火焰发展传播过程,可以测算出着火延迟,火焰传播速度,燃烧持续时间等参数,为判断和改进燃烧过程提供了可靠的依据。     

汽油机燃烧过程模拟计算及爆震预测

将计算焰前反应的化学反应动力学模型与燃烧模型及湍流火焰传播模型相结合,建立了含有碳氢燃料焰前反应的简易化学动力学模型的汽油机双区燃烧模型。用该模型能较好地模拟汽油机燃烧过程,并能实现爆震预测,研究影响爆震发生的诸多因素。采用此模型对４９２ Ｑ Ａ 汽油机进行模拟计算的结果与试验结果能较好地吻合,证明了该模型的可行性。     

汽油机进气过程和各缸进气均匀性的研究

本文利用特征线方法对汽油机的进气特性进行了数值计算和分析，结果表明所采用的计算方法和计算程序具有较高的精度。文中还对多缸汽油机各缸进气的不均匀性作了研究。     

停缸对混氢汽油机怠速燃烧过程的影响

通过一套自主开发的电控单元调整氢气和汽油的喷射脉宽,使氢气占进气的体积分数(φH2)由0%逐渐增加至6.5%左右,同时减少汽油的喷射脉宽,使工作缸中混合气的过量空气系数始终保持在1.0附近.通过该电控单元还可以切断指定气缸的氢气与汽油供给,从而实现停缸控制.试验结果表明,φH2相同时,停缸后发动机充气效率提高,火焰发展...     

气门升程对可控自燃汽油机混合及着火过程的影响研究

利用可变气门机构可以将燃烧废气保留在缸内,从而实现稳定的汽油机可控自燃燃烧.利用KIVA软件研究了相同发动机转速和气门定时下,不同气门升程下的缸内混合及着火过程.研究结果表明,大气门升程下的进气射流速度和湍动能较高,缸内废气和温度分布更加均匀.在进气及压缩过程初期,缸内温度分布与废气分布一致,但在接近上止点处时,受混合气低温自燃放热的影响,温度分布与废气分布的相关度降低.着火前缸内高温区域主要分布在燃烧室中心,大气门升程下的高温区域多,更有利于着火和燃烧过程.     

进气歧管对电喷汽油机充气效率的影响

电喷汽油机的进气系统对整个发动机的动力性、经济性和排放特性有很大的影响，其中进气歧管的尺寸和结构形状是主要的影响因素，需要进行优化设计。随着计算机技术的发展，各种计算机辅助设计手段在产品开发中得到越来越广泛的应用。本文利用CAD／CFD现代设计手段对EQ491i电喷汽油机的进气歧管进行了优化设计，并用计算机辅助制造技术对优化结果进行了快速自动成型制造。最后利用发动机台架试验进行了进气歧管对电喷汽油机充气效率的影响的试验研究。整个优化设计过程周期短、成本低、效果好。     

进气道型式对四气门汽油机低速低负荷燃烧压力循环变动的影响

在发动机试验台上,利用CB-466燃烧分析仪研究了整体式和分体式进气道对四气门汽油机燃烧压力循环变动的影响.结果表明,分体式进气道与整体式相比平均指示压力和最高燃烧压力循环变动率较低,仅为整体式进气道的73.3%和87.6%.二者随转矩的增加逐渐减小,整体式进气道中等转矩时的平均指示压力和最高燃烧压力循环变动率大约仅为小转矩时的50.1%和67.1%,而分体式进气道时,则为小转矩时的76.2%和73.8%.整体式进气道平均指示压力和最高燃烧压力循环变动率随转速的增加逐渐增加;分体式进气道平均指示压力循环变动率随转速的增加逐渐增加,而最高燃烧压力循环变动率先随转速增加,当达到中等转速后又逐渐减小.