多次喷射参数对直喷式柴油机排放性能影响研究

多次喷射中两个重要参数喷油提前角和喷油脉冲间隔角的变化对燃烧过程会产生重要影响.通过对多种喷射方案的数值计算结果分析了不同喷射参数对于同时降低颗粒和氮氧化物排放的影响.结果表明:多次喷射模式在控制燃烧放热速率方面比单次喷射模式具有更大的灵活性,合理的参数选取可使颗粒、氮氧化物排放和平均有效压力之间获得良好的折衷.最后数值计算结果通过与试验结果对比得到验证.     

重型直喷式柴油机多次喷射燃烧过程研究

对重型直喷式柴油机典型多次喷射方案进行了燃烧过程计算,通过与试验结果对比,对计算过程参数进行了修正.计算结果有效反映了不同喷油速率形状、喷射脉冲的油量分配比例和喷射脉冲间隔角对燃烧放热率的影响规律.对多种计算结果进行对比分析,以提高柴油机的平均有效压力和降低压力升高率为目标,总结出多次喷射模式下的喷油规律优化方案.     

多次喷射改善柴油机噪声及污染物排放的试验研究

为研究多次喷射对柴油机噪声及排放特性的影响,针对一台电控共轨重型柴油机建立了试验测控系统,确定了噪声影响的评价指标.在不同的预喷射和后喷射条件下对燃烧噪声及NOx和PM排放的影响进行了试验.试验结果表明:对于标定点和B50点,预喷射的引入都改善了柴油机燃烧噪声;对于B50点,存在一个最佳预喷射方案,可以在改善NOx排放水平的同时不恶化PM排放;同样,存在一个最佳后喷射方案,在对NOx排放影响较小的同时极大地改善了PM的排放,但是燃油消耗率、排温稍有升高.     

-43℃下多次喷射对柴油机冷起动特性的影响

为了改善极寒条件下柴油机的起动性能和怠速稳定性,基于起动/发电一体式电机拖动柴油机进行-43℃下的冷起动试验,研究了单次、两次（预喷1+主喷）和三次喷射（预喷2+预喷1+主喷）3种喷射方式对柴油机冷起动过程及燃烧特性的影响,分析了不同喷射组合对极寒条件下柴油机冷起动过程的影响规律。研究表明：在-43℃环境温度下,柴油机采用三次喷射时,冷起动性能明显优于单次和两次喷射。随着喷射次数的增加,起动燃烧首循环的缸内压力峰值升高,峰值相位提前,压力升高率和瞬时放热率峰值显著降低,滞燃期缩短;在冷起动过程中,相比单次喷射,两次和三次喷射时倒拖阶段和升速阶段所需时间分别减少9个循环和22个循环,最高燃烧压力升高,循环变动率分别降低37.7%和46.8%,使得起动时间分别缩短0.88 s和2.58 s,起动累积油量分别减少511 mg和1 290 mg;在起动后的怠速过程,怠速转速波动率分别降低54.2%和82.2%,随着喷射次数的增加,怠速稳定性显著提高。研究结果可为柴油机极寒条件下冷起动过程的控制和参数标定提供理论依据。     

GD-1柴油机多次喷射协调控制策略研究

基于GD-1高压共轨燃油喷射系统,首先通过试验和理论研究了多次喷射中各部分喷油对柴油机性能和排放的影响,然后就预喷使能、后喷使能和总控制字等几方面对多次喷射控制策略进行了详细的分析和设计,并编写了优先级限制器等关键部件的控制算法。最后在此基础上利用Matlab／Simulink软件平台对控制策略进行了仿真,成功的实现了所设计的GD-1柴油机多次喷射的控制策略。     

多次喷射柴油机实时预测模型参数映射关系辨识

基于经验公式(EF)的参数间映射关系,笔者采用相同的数据和自变量集建立了基于人工神经网络(ANN)的参数间映射关系．分别搭建了EF和基于ANN的柴油机实时物理模型(EF模型和ANN模型),在稳态和瞬态测试循环(WHTC)瞬态工况对比了两种模型的预测性能,结果表明：相比EF模型,ANN模型在稳态工况下对MFB 50、最高燃烧压力(PFP)和平均有效压力(BMEP)的预测精度更好;但是在瞬态工况下,ANN模型预测精度出现明显恶化,低于EF模型．主要原因是模型中参数存在校准误差和不确定性,ANN模型相比EF模型具有更强的非线性拟合能力,但是对参数误差更加敏感．在快速原型设备上测试了两种模型的计算耗时,两种模型计算耗时相当,均约为350μs,满足燃烧过程实时控制的要求．     

新颖的菲亚特1.3 L四气门共轨多次喷射柴油机

菲亚特公司新开发成功的Fiat-1.3 Multijet 16V共轨柴油机是目前市场上最小的四缸共轨轿车柴油机,在现有的800cm3 ～ 1 500cm3排量范围内的柴油机中,该机的比功率(41 kW/L)和比扭矩(144N·m/L)颇为突出.由于采用了诸如四气门、增压中冷、冷却EGR以及与发动机运转工况匹配的喷射次数可变的高压(140MPa)多次喷射(1 ～ 3次)等一系列机内净化措施,在不装用微粒捕集器的情况下已达到欧洲2005年将实施的欧Ⅳ排放法规.同时,该机还具有较高的可靠性和较长的使用寿命,在25万km行驶里程内无需更换任何零件,包括象齿形皮带那样的易损件.该机首先装用于菲亚特的Punto紧凑型轿车上.     

多次喷射与EGR耦合控制对柴油机性能和排放影响的试验研究

在一台电控共轨柴油机上,进行了多次喷射和EGR的耦合控制对柴油机的燃烧和排放特性影响的试验研究。在试验工况下(1849r/min、600N.m),通过调节EGR率将NOx控制在2.0g/(kW.h),研究不同喷射策略和EGR对性能和排放的影响。研究结果表明,单次喷射不同主喷定时下将NOx控制在2.0g/(kW.h)所需要的EGR率随主喷定时的推迟而降低,碳烟先下降后上升。在试验工况下预喷射改善排放的效果不明显,优化的后喷参数可以显著降低碳烟排放。与单次喷射相比,多次喷射耦合EGR控制可以显著地降低碳烟排放,油耗率变差,HC和CO有所上升。因此,喷油控制策略的选择取决于后处理器对原始排放值的要求。     

压力控制喷射及其对重负荷柴油机燃烧和排放的影响

本文介绍一种在改变喷油率方面具有高柔性燃料喷射系统的设计，选择和特能。在整个转速和负荷范围内，该喷射系统能获得靴形喷油率及预喷射和后喷射。特别要着重指出的是，靴形喷油率不是通过节流油流，而是通过压力控制来实现的。亦即在整个喷射期内，该系统在针阀全开状态下运转，同时在针阀上部没有为减小喷油率而限制油流的节流装置。     

多次喷射燃烧改善X195柴油机性能的研究试验

结合X195柴油机结构的特点，在不改变原机结构的前提下，增设一套燃油供给系统(一级喷射系统)与原燃油供给系统(二级喷射系统)配合，用机械控制方式代替高压电控喷射系统，实现多次喷射，促进柴油和空气的混合，提高混合气形成质量，改善燃烧过程，从而改善柴油机经济性和排放性。试验结果表明，增设一套燃油供给系统实现多次喷射，对控制排放和噪音有帮助，此外可改善低温起动性能。该方法对单缸四冲程柴油机有一定的适用性。同时也为进一步研究提供了理论依据。     

提高喷射压力改善130系列柴油机燃烧过程的研究

本文介绍了采用普通直列式喷油泵,通过提高启喷压力、提高供油速率和降低涡流强度的方法改善高速直喷式柴油机性能的研究结果。试验是在一台缸径为130mm、冲程为150mm的单缸试验机上进行的。试验结果表明,标定工况下的燃油消耗率比原机降低了7.9％,CO和HC分别降低了77％和31％,最高燃烧压力降低了O.7MPa,排气烟度也有所改善,仅NO_x增加了3.2％。低速时与原机相比,NO_x和CO均有较大幅度的改善,而其燃油消耗率基本保持不变。燃烧放热过程具有前期放热较缓,后期放热较急和燃烧持续期较短等特点。     

一个直喷式柴油机的准维燃烧模型

本提出了一个用于直喷式柴油机燃烧过程计算的准维模型。这个模型按燃油喷入气缸的时间进行分区，每个区域的燃烧过程是由着火阶段即燃烧准备阶段和燃烧阶段所组成，用着火延迟期概括着火阶段的复杂物理化学现象，既反映了控制燃烧过程的主要因素，又使应用相对简化。     

预喷射对柴油机燃烧噪声的影响

讨论了燃烧噪声的产生机理,分析了直喷式柴油机采用不同的预喷射策略,气体最高燃烧压力、最大压力升高率及气体高频压力振荡对燃烧噪声的影响.结果发现,预喷射量和预喷射定时在不同的转速和负荷工况下对燃烧噪声有不同的影响,燃烧噪声的优化需要考虑预喷射参数的共同作用;预喷射是降低燃烧噪声的有效措施,尤其对于中低负荷的工况.     

预喷射对柴油机燃烧及排放影响的实验研究

本文首先介绍了在多缸机上进行单缸电控喷油的实验方案,包括单缸功率、油耗的测量,进气流量的调节等。之后通过实验和燃烧放热分析,详细对比研究了预喷射与单次喷射对柴油机燃烧过程的影响。     

多次喷射燃油喷射率精确测量方法研究

针对采用Zeuch理论进行多次喷射过程的喷油率测量时,燃油喷射产生高频振荡对后一次喷射的喷油率测量造成严重干扰的问题开展精确测量方法研究。基于Zeuch理论和微穿孔板滤波原理,研究了喷油率测量腔体和腔体内因高压喷油而产生的激波振荡规律,提出了内置滤波孔板的测量腔体。开展了内置滤波孔板测量腔体的三维声场仿真分析,对比分析了不同孔板结构对7 000Hz～9 000Hz噪声的降噪效果。结果表明该测量腔体最大降噪能力约为原装置的170%。同时开发了带有低通孔板滤波结构的新型喷油率测量技术,有效降低了高压燃油喷射所产生的高频激波振荡对喷油率测量精度的影响。     

柴油机实时仿真中燃烧模型的建立

通过对柴油机燃烧过程的分析,具体介绍了针对4JB1柴油机建立并用于发动机硬件在环实时仿的燃烧放热模型。出于实时性考虑,采用零维单区燃烧模型,在实时仿真系统中将Wiebe模型和Wat-son模型有机地结合使用,既可方便快捷地获取任意工况下的模型参数,又能保证燃烧放热规律与实际相符。试验证明模型性能良好,为发动机硬件在环实时仿真系统的进一步研究奠定了基础。     

压力控制喷射及其对重负荷柴油机燃烧和排放的影响

本文介绍一种在改变喷油率方面具有高柔性燃料喷射系统的设计、选择和性能。在整个转速和负荷范围内,该喷射系统能获得靴形喷油率及预喷射和后喷射。特别要着重指出的是,靴形喷油率不是通过节流油流,而是通过压力控制来实现的。亦即在整个喷射期内,该系统在针阀全开状态下运转,同时在针阀上部没有为减小喷油率而限制油流的节流装置。 发动机试验是在一台2升排量的单缸试验机上、在一个工况(1000r/min、200mm~3/循环=75％全负荷油量)下进行的。对靴形和预喷喷油率方案与无喷油率控制的常规喷射方案进行了对比。在烟度和燃油消耗率不变的情况下,靴形喷油率方案取得NO_x排放量降低14％的良好效果,或者是使NO_x和燃油消耗率分别降低9％和7％。预喷的效果较靴形喷射稍差。同时预喷方案对预喷正时、喷射压力和油量的变化也敏感。     

预喷射对柴油机燃烧及排放影响的实验研究

本文首先介绍了在多缸机上进行单缸电控喷油的实验方案 ,包括单缸功率、油耗的测量 ,进气流量的调节等。之后通过实验和燃烧放热分析 ,详细对比研究了预喷射与单次喷射对柴油机燃烧过程的影响。