汽油机空燃比测量方法

空燃比是对发动机的工作和排放具有重要影响的指标。为此,本文在综合介绍国内外空燃比测量方法原理的基础上,着重对几种较新的测量方法空燃比传感器、离子电流及利用神经网络进行预测等进行了介绍,以期为空燃比测量提供参考思路。     

汽油机空燃比测量方法

空燃比是对发动机的工作和排放具有重要影响的指标.为此,本文在综合介绍国内外空燃比测量方法原理的基础上,着重对几种较新的测量方法空燃比传感器、离子电流及利用神经网络进行预测等进行了介绍,以期为空燃比测量提供参考思路.     

稀燃汽油机空燃比电控系统研制

NOx吸附-还原催化转化器可以高效地净化稀燃汽油机的NOx有害排放物。为了配合稀燃NOx吸附-还原催化转化器的正常工作，稀燃汽油机需周期地工作在浓燃和稀燃之间，这就需要空燃比控制系统不仅可以任意设定浓、稀燃的空燃比大小，而且还可以任意设定浓、稀燃的间隔时间长短。本文介绍了稀燃汽油机空燃比电控系统的研制情况。     

基于模糊控制的汽油发动机空燃比实验研究

针对复杂工况下汽油发动机空燃比的非线性与不确定性，介绍自行研制的低排放汽油发动机空燃比电控系统，重点论述其模糊控制系统中关键参数的实验确定方法，以及发动机台架实验系统和相关实验结果，系统台架试验证明，该研究方法对于汽车发动机减少有害气体排放和提高燃油经济性快速有效。     

汽油机空燃比的微机控制

本文介绍了一种汽油机空燃比的微机开环控制系统。研制了用电磁阀控制的化油器旁通空气装置作为执行机构。采用了转速和节流阀开度传感器来检测汽油机工况并论述了建立空燃比控制模型的一种新方法。试验表明,采用这一控制系统后,燃油经济性在大部分工况区均有较大改善。     

稀燃汽油机空燃比模糊控制及其实验研究

针对稀燃发动机对空燃比控制的特殊要求,本文提出了一个稀燃汽油机空燃比前馈一反馈综合控制方案,其反馈控制采用一种模糊推理功能实现PID参数自整定的控制方法,兼顾了系统的复杂性和控制精度.采用自行开发的发动机电控系统,在一台稀燃发动机上进行了实验,并对实验结果进行了分析.     

电喷汽油机冷起动空燃比控制与THC排放

在整车转鼓上对直列4缸SAME 4G63电控汽油机的冷起动空燃比以及THC排放进行了测量。通过试验,研究了由于不同的空燃比控制方案引起的THC排放变化的趋势。研究结果表明,最佳的冷起动空燃比方案应将起动空燃比控制在11．7-12．4之间,实际空燃比向理论空燃比回归的速率将对THC排放的生成产生重要影响。     

ROTAX914缸内直喷式发动机分层混合气形成的模拟研究

按照直喷式汽油机的要求对ROTAX914汽油机的部分结构和参数进行了改造和调整,并使用AVLFIRE软件对改造后缸内混合气的形成过程进行了模拟研究。研究发现,喷射角度、喷油定时、初始滚流比浓区中心位置、浓区中心的形成、浓区中心的形状及位置有较明显的影响;通过喷射参数的调整及缸内气流的组织,在燃烧室中形成了满足直喷式发动机要求的分层混合气。     

直喷汽油机喷油器热负荷和积碳的试验

在一台缸内直喷汽油机上采用喷油器温度测试装置,进行了不同参数对喷油器温度影响的研究以及喷油器温度对积碳形成影响的研究.结果表明:随负荷增加,密封环上游和密封环处的温度明显降低;密封环下游温度先增大后略有下降;头部温度增加至132～147℃,但远小于汽油90％蒸馏温度(190℃).燃油对喷油器有极高的冷却作用;燃烧相位推...     

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.     

基于喷油器特征的缸内直喷汽油机混合气形成过程数值模拟

建立了多孔喷油器的一维仿真模型,对不同喷油压力下的喷油参数进行了计算,并详细分析了喷油器针阀开启和关闭时单孔喷雾锥角及喷孔出口有效流动面积的变化。以10 MPa喷油压力下的喷雾计算结果为边界,用FIRE软件模拟了定容喷雾并对其数值模型进行了标定,进而以一2.0 L涡轮增压缸内直喷汽油机为研究对象,分析了喷油时刻对缸内混合气形成的影响。结果显示,在5 000 r/min全负荷工况下,喷油时刻为400℃A时形成的混合气更能满足燃烧和发动机性能的要求。     

缸内汽油直喷稀薄燃烧技术

介绍了非均质进气、缸内直喷稀薄燃烧技术，分别介绍了三种统一式和三种分隔式缸内直喷稀燃系统。采用该技术可在保持动力性指标的同时，还具有很好的燃油经济性，使有害排放大大降低。     

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。     

不同气道倾角的直喷式汽油机进气道气流特性的试验研究

基于传统PFI汽油机进气道设计了2种倾角的GDI汽油机进气道,分别进行了2种不同倾角的GDI汽油机进气道的双气门开启、单气门开启2种方式下的气道稳流试验,研究了不同气道倾角的进气道气流特性,以及产生涡流和滚流的能力。试验结果表明:在不同的气门升程下,气道倾角α=39°的进气道比气道倾角α=34°的进气道流量系数大;就滚流比和涡流比而言,当气门升程较大时,单气门开启时比双气门开启时有所增大;当气门升程大于3mm时,α=39°的进气道比α=34°进气道的滚流比和涡流比均有所增大。此外,与普通PFI汽油机进气道相比,2种倾角的GDI汽油机进气道流通性能更佳。     

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.     

直喷汽油机气门积碳的成因与对策研究

针对在用汽油直喷发动机出现的气门积碳现象,对比缸内直喷汽油机与进气道喷射汽油机气门积碳组分与成因的差异,分析了缸内直喷汽油机进气门积碳的主要形成机理、影响因素和生成途径,其中气门表面温度、机油的物理和化学性能起了关键作用。在上述分析基础上,探讨了在发动机设计与应用层面减少进气门积碳的措施。     

基于射流点火和气道喷水技术的缸内直喷汽油机稀薄燃烧特性研究

在一台4缸涡轮增压汽油机的基础上,增加预燃室和进气道喷水系统,在最佳油耗工况附近（转速2 500 r/min,平均有效压力为0.8~1.2 MPa）开展了试验,研究和分析了汽油机稀薄燃烧特性,以及射流点火和进气道喷水技术对稀薄燃烧性能的影响。结果表明,稀薄燃烧可以将有效热效率从当量燃烧的39.5%提高到42.4%左右,但是当过量空气系数超过1.4以后,燃烧稳定性和碳氢排放变差。采用射流点火技术可以将稳定燃烧的过量空气系数拓展到1.7以上,热效率增加至43.0%以上,燃烧持续期最大缩短37.6%,循环波动不超过1.3%。在此基础上增加进气道喷水,对于平均有效压力在1.1 MPa以上的负荷,抑制爆震效果明显,喷水脉宽达到4 ms时,爆震限制的燃烧重心可以提前到活塞上止点后8°左右,同时最大热效率超过44%,循环波动不超过3%;但是对于平均有效压力低于1.1 MPa的负荷,爆震现象不严重,喷水反而会降低燃烧速率和热效率,同时燃烧稳定性和未燃碳氢排放也随之恶化。     

缸内直喷式汽油机的研究进展及技术难点

在概述缸内直喷汽油机研究的共同点的基础上，详细分析和讨论了近几年来缸内直喷汽油机在燃油喷射系统、燃烧系统设计、油气混合基础研究、燃烧和排放几方面所取得的新进展以及目前尚未解决的技术难点，指出较高的排放将是制约缸内直喷汽油机发展的关键。