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...     

增压缸内直喷汽油机早燃及超级爆震试验研究

在一台增压缸内直喷汽油机上,对影响早燃及超级爆震发生频率与强度的各种因素进行了台架试验研究。研究结果表明:提高燃油挥发性,升高机油和冷却液温度,推迟进、排气门正时,增大点火提前角,提前或推迟喷油定时及使用高的喷油压力能够有效减少早燃及超级爆震。     

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。     

基于DWT的汽油机爆震特征提取及爆震强度的判定

研究了利用离散小波变换提取爆震特征的方法。利用离散小波变换不但能够有效地从汽油机缸内压力信号中提取爆震特征，而且能够有效地从缸盖上的结构振动信号中提取爆震特征。在此基础上，提出了一种基于离散小波变换的爆震强度表征方法，即利用信号经离散小波变换后在特征域上的频谱值大于参考信号在相应域上频谱值的数量作为爆震强度指标。应用和分析结果表明，对于压力信号和振动信号，这种方法均能有效地表征其爆震强度。     

增压直喷汽油机超级爆震的不同抑制方法

超级爆震是增压直喷汽油机提高升功率和降低油耗的主要障碍,在典型增压小排量直喷汽油机上对不同的超级爆震抑制方法进行了研究.结果表明,加浓、分层和扫气都能够抑制超级爆震,但采用混合气加浓会恶化发动机油耗,采用混合气分层发动机排温大幅升高,推迟排气门关闭时刻实现扫气也能抑制超级爆震,但油耗和CO排放升高.进一步的研究发现,采用优化的进气行程两次喷射策略能够有效地抑制超级爆震,并且能够保证发动机的油耗、排温以及排放不恶化.     

基于两阶段燃油喷射的直喷汽油机离子电流特性的试验

基于两阶段燃油直喷的汽油机研究了首次喷油时刻、第2次喷油时刻、两阶段喷油比例以及点火时刻对起动首循环缸内燃烧离子电流特性的影响.分析了不同燃烧边界条件下直喷汽油机缸内燃烧反相离子电流峰值及其相位的变化,进而探讨了缸内压力及放热率之间的关系.此外,分析了分层燃烧直喷汽油机典型燃烧情况下的离子电流波形特征,并且对比了分层混合气和均质混合气燃烧模式下离子电流波形特征.结果表明,调整首次喷油时刻、第2次喷油时刻以及两阶段喷油比例主要是改变缸内混合气形成特性,尤其是火花塞附近的局部混合气浓度,影响了火焰传播速度,进而也影响了形成的离子电流的强弱.提前和推迟点火时刻均导致反相离子电流峰值减小.另外,4种典型的燃烧(失火、部分燃烧、伴有后燃以及正常燃烧)情况下,离子电流波形特征有着显著的差异,且反相离子电流峰值和积分信号在4种情况下依次增大,伴有后燃的情况下在做功冲程后期再次出现离子电流峰值波形.     

增压直喷汽油机超级爆震工况多次喷油策略优化

在1台增压直喷汽油机上试验研究了不同喷油策略对发动机排放、油耗和超级爆震的影响规律。结果表明,相比单次和二次喷射,采用合理的三次喷射策略:适当的后2次喷油占比(0.5)、进气行程进行第2次喷射(上止点前240°曲轴转角(CA))以及推后的第3次喷射结束角度(上止点前80°～90°CA),能有效降低粒子数量(PN)、总碳氢(THC)排放以及比油耗,并抑制超级爆震的发生。     

基于分形的汽油机爆震边缘检测

汽油机爆震边缘检测是汽油机点火闭环控制的前提,也是爆震检测的难点。提出了一种利用分形几何检测汽油机爆震边缘的方法。研究表明,分形维数在爆震边缘附近变化明显,可以作为爆震强度指标判别爆震边缘。利用分形维数不仅能够自缸压信号巾有效检测出爆震边缘,而且能够自振动信号中有效检测出爆震边缘。由于分形维数本身可以作为爆震强度指标,因此分形维数兼具爆震检测和爆震强度判别两种功能。     

直喷汽油机爆震试验与一维模拟研究

一维整机仿真中,爆震是需要考虑的重要因素之一.本文采用试验和模拟结合的方法对比了两类常用爆震模型,分析了其适用范围、准确性及误差产生的原因,并提出模型可能的修正方向.试验结果表明,利用循环占有率法可较为准确地确定临界爆震点火提前角.仿真结果表明,动力学拟合模型对于不同转速、压缩比和进气温度的模拟具有较好的准确性,而经验公式模型则对不同当量比、温度和压缩比的模拟准确性较好.两类模型各自有其适用范围,均需要进一步优化和修正.     

汽油机活塞冷却喷射两相流及传热分析

为了深入研究活塞冷却喷射的油束运动发展规律及不同活塞冷却方式对传热的影响,对比研究了3种活塞冷却方案.首先,在稳定的流场环境里对油束进行了验证,保证了后续瞬态强气流条件下喷射计算的准确度.通过曲轴箱内的仿真计算,得到了活塞冷却喷射图像、内冷油道与活塞底面的平均传热系数分布、活塞的温度分布.针对模型A(内冷油道强制冷却+...     

二次燃油喷射对摩托车汽油机性能影响的试验研究

利用发动机台架试验,对二次燃油喷射技术在摩托车汽油机上的应用进行了研究。结果表明:进气道喷射式摩托车汽油机存在附壁油膜以液体形式进入气缸的现象。发动机性能与附壁油膜挥发量有直接关系,节气门开度较小时,喷油时刻推迟将导致附壁油膜挥发时间变短,从而减少附壁油膜挥发量,使发动机的功率下降、排放恶化;节气门开度较大时,机体温度较高、进气流速较大,改变喷油时刻对发动机动力及排放性能基本无影响;膨胀冲程喷射燃油所占比例较大时,附壁油膜挥发量较大,发动机动力性能较好。     

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。     

基于小波包分析提取汽油机爆震特征

研究了小波包变换提取爆震特征的方法,利用加速度传感器信号进行处理分析.由参数化功率谱密度估计,确定由爆震引起的共振频率,截取爆震能量集中区间较短的数据段,建立AR模型,然后利用Burg算法估计爆震的特征频率范围,确定小波包变换的分解级数,保留与爆震特征频率相对应的小波包变换子空间信息,合理取舍其它子带系数,使重构后的信号能有效地表征爆震特征.实测信号分析表明,在轻微爆震检测方面,该方法优于传统的滤波方法和基础小波分析方法.     

基于时频分析的汽油机爆震特征的提取

分析了短时傅立叶变换(STFT)、维格纳—瑞利分布(WVD)及小波变换(WT)等时频分析方法各自的特点。研究了利用三种方法分别从汽油机缸内压力信号和缸盖上的振动信号中提取爆震特征的可行性和有效性。提出了相应的提取爆震特征的方法。分析和应用结果表明，STFT和WVD直接提取爆震特征效果差，但能够有效地从滤波后的信号中提取爆震特征。离散小波变换(DWT)具有明显的优势，能够直接从压力信号和振动信号中有效地提取爆震特征。     

基于缸内压力波检测的汽油机爆震控制系统

在一台单缸汽油机上对基于缸内压力波检测的爆震控制系统进行了实验研究。试验表明该系统能准确地检测到爆震信号,使发动机工作在轻微爆震状态,与通过机体振动频率检测的爆震控制系统相比,在不同的试验压缩比下,该控制系统均能较好地改善发动机的动力性能和经济性能。     

基于非线性小波变换的汽油机爆震强度识别

为提高利用振动信号检测汽油机爆震强度的精度,提出了一种基于非线性小波变换的爆震强度识别方法.首先,采用非线性小波变换对振动信号进行分解,提取出爆震特征.然后,在包含爆震特征的小波细节分量上计算一组能够表征爆震强度的时域统计特征参数.最后,将这些统计特征参数输入到人工智能分类器进行爆震强度识别.对某汽油机进行了爆震台架试验,并对提出的方法进行了验证.结果表明:非线性小波变换可以清晰地从缸盖振动信号中检测出微弱的爆震冲击特征;同时,采用支持向量机能够获得更优的爆震强度识别精度和泛化性能.     

汽油机爆震边缘检测的研究

汽油机爆震的难点是爆震边缘点检测,爆震边缘点是汽油机点火闭环控制的前提。研究了利用振动信号检测汽油机爆震边缘的方法。研究表明,利用离散小波变换能够有效地从振动信号中检测出爆震边缘特征,而且利用一只振动传感器即可以有效地检测出多缸汽油机各缸的爆震边缘。     

汽油机的汽油喷射

60年代末期,苏联中央油泵油嘴科研所研制成了375型汽油机用电拧汽油喷射的试验装置(见图1)。装有该装置的375型汽车的行车试验证实,可显著地改进汽车的指标。例如,带挂车的这种汽车加速时在同一时间的车速,比不带挂车的汽化器式发动机汽车快16～20％,而加速到55km/h的时间却比后者缩短43～48％。换句     

二次燃油喷射对自吸直喷汽油机低速性能影响的试验研究

对一台自吸直喷汽油机采用不同的燃油喷射模式在2 000r/min全负荷工况进行试验,研究了二次喷射对发动机低速动力性和经济性的影响,并根据缸压参数、燃烧参数及排放物的变化规律对二次喷射影响发动机低速性能的机理进行了探讨。结果表明,相比单次喷射,通过优化二次喷射时刻可以使动力性提升5%,经济性提升约6%。二次喷射的优化机理主要是实现了燃烧室内油气浓度的不均匀分布,可提升燃烧速度,通过分层燃烧实现动力性和油耗的改善。