柴油/甲醇双燃料发动机标定系统设计

针对柴油/甲醇双燃料发动机开发和优化匹配,设计柴油/甲醇双燃料发动机标定系统,具体包括发动机改造、电控单元、通信模块和标定平台4部分。开发完成后经实验验证,设计开发的标定系统能够连续高效运作,快速调控发动机控制参数,同时具备实时监测发动机关键运行参数的功能。该标定系统能满足双燃料发动机开发与优化匹配要求。     

天然气—柴油双燃料柴油机性能试验的研究

本文探讨了天然气－柴油双燃料发动机混合气形成及燃烧的特点和机理。通过台架试验,对比分析了用双燃料运行与用纯柴油运行的性能差异,并分析了空燃比、引燃柴油量对双燃料发动机性能的影响。     

双燃料发动机天然气喷射控制系统及其性能

介绍了天然气／柴油双燃料发动机的压缩天然气（CNG）电控喷气系统的喷气方式、控制形式、控制系统构架等。试验表明,电控喷气可以明显改善双燃料发动机的燃料经济性,提高发动机的热效率,改善双燃料发动机的排放性能。合理选择喷射压力和喷射相位可以有效地提高燃烧速率和燃烧稳定性。     

天然气/柴油双燃料发动机油气切换过程的优化控制

为避免双燃料发动机在由纯柴油工况向双燃料工况切换过程中出现的转速大幅度波动现象,在对控制系统硬件不作较大改动的前提下,改进软件算法实现油气切换过程的平稳过渡.基于能量守恒方程,建立了油气切换过程的控制模型.在PID子模型中,采用了神经元自适应PID控制模型实现参数的在线自调整.引入了最优控制中的二次型性能指标对神经元的权值进行调整.在试验台中应用此模型对稳定转速工况下(转速为1 810 r/min,发动机有效功率为其额定功率的25%)的油气切换过程进行控制,结果显示切换过程中的转速波动率小于1.6%,实现了油气切换过程的平稳过渡,提高了整机性能.     

天然气制油/柴油混合燃料对小型柴油机燃烧特性的影响

应用自行开发的柴油机瞬态工况测控系统,研究了GTL(Gas to liquid)添加比例对小型直喷式柴油机稳态及恒转速增转矩瞬态工况下燃烧特性的影响规律。结果表明:在稳态和恒转速增转矩瞬态工况下,GTL添加比例对燃烧参数的影响具有基本相同的规律,随着GTL燃料添加比例的增加,着火始点提前,滞燃期缩短,预混合燃烧期和预混合燃烧量减小,缸内压力峰值、放热率峰值、燃烧温度有所降低,有利于降低NOx的排放量和燃烧噪声。当添加少量GTL燃料时,燃烧持续期延长,随着GTL添加比例的增加,燃烧持续期有所缩短。100%GTL燃料的燃烧持续期与柴油相当。     

轻卡发动机燃用柴油/DME双燃料的改装与试验研究

在对锡柴4DW93-84E3轻卡发动机进行改装的基础上进行了柴油/DME双燃料试验研究.结果表明:通过增加一套混合燃料供给子系统和改造原机柴油供给子系统,可使轻卡发动机改为柴油/二甲醚双燃料发动机.柴油/DME混合燃料的配制应采取正确的方法,以免混合燃料罐中出现浓度不均.燃烧双燃料时发动机动力性有所下降,但可有效降低排放,碳烟相比原机大幅降低,DME掺烧比低于20％的混合燃料能有效提高经济性.     

柴油/天然气双燃料发动机油气耦合分层燃烧

针对柴油/天然气反应活性控制压缩点火发动机低负荷热效率低、未燃CH₄和CO排放高等问题,本文提出了一种发动机双进气道双阀燃气独立喷射方法,通过三维CFD仿真,对比研究了双阀燃气喷射比例对缸内油气耦合分层、燃烧以及排放特性的影响规律。结果表明：双阀燃气喷射比例对缸内混合气形成和燃烧过程有重要影响,通过微量柴油分段喷射和调整双阀燃气喷射比例,缸内能够形成高低反应活性燃料的耦合分层,缸压和放热率峰值增加,峰值相位提前,燃烧持续期缩短,未燃CH₄和CO排放总体呈现下降趋势。当双阀中直管燃气喷射比例为80%时,不仅能够提高发动机热效率,并且可以在NO排放不增加的情况下实现CH₄和CO排放的同时降低。     

天然气喷气压力和喷气相位对天然气/柴油双燃料发动机性能的影响

采用电控喷气技术实现天然气 /柴油双燃料发动机的天然气供气方式 ,可使发动机具有良好的动力性、经济性及排放特性。而天然气的喷气压力和喷气相位对发动机的动力性、经济性及排放性能有着较大的影响 ,本文对此进行了研究。     

高海拔下预喷策略对甲醇/柴油双燃料发动机燃烧与排放特性的影响

通过搭建甲醇/柴油双燃料发动机专用试验台架,对某4缸高压共轨柴油机进气歧管改造加装喷醇器,系统地研究了2 000 m海拔70%负荷下M0、M10、M15、M20甲醇替代率的预喷策略对双燃料发动机燃烧与排放特性的影响.结果表明：大气压力减小会导致滞燃期延长和缸内燃烧压力下降,甲醇替代率增加会导致滞燃期延长和缸内燃烧压力增大.采用预喷策略结合甲醇喷射,可以提高燃烧压力,降低常规与非常规排放.在最大转矩转速(1 800 r/min)中高负荷(70%,321.3 N·m)下,相比纯柴油模式,20%甲醇替代率滞燃期延长44.76%,NO_x排放降低16.64%,CO和HC排放增加,并出现了甲醇和甲醛非常规排放.滞燃期与预喷正时呈非线性关系,过早或过晚预喷都会使滞燃期延长.各替代率下NO_x排放分别增加了4.77%、4.56%、6.89%、7.05%.增大预喷油量到4 mg,各替代率下滞燃期缩短了55.84%、43.46%、35.58%、23.21%,缸内燃烧压力明显增加,NO_x排放增加了4.76%、5.11%、6.74%、12.51%...     

甲醇喷射定时对甲醇柴油双燃料压燃式发动机性能的影响

将甲醇作为主燃料,用柴油作为点火燃料,研究了不同甲醇喷射定时对压燃式发动机性能的影响。结果表明:引燃柴油在上止点前21℃A喷射条件下,在上止点前23℃A喷射甲醇时发动机的经济性最佳,缸内的统计最大压力在小负荷时随着甲醇喷射定时提前而降低,在大负荷时随着甲醇喷射定时提前而提高。双燃料发动机的最大压力标准方差随着甲醇喷射定时提前而增大,在上止点前26℃A喷射甲醇时发动机的动力性最佳,气缸内压力波动随甲醇喷射定时提前而变大,当在上止点前29℃A喷射甲醇时点火柴油不能把甲醇燃料可靠点燃。     

柴油机燃烧过程模拟分析

为了解柴油机燃烧的微观情况,利用商用计算软件STAR-CD对增压中冷柴油机进行了燃烧模拟分析。在试验台架上调整供油提前角,针对烟度及NOx排放性能进行了试验,为模拟计算获取了温度、压力等初始条件。对试验工况进行了燃烧模拟,结果表明,喷油过程会形成喷注头部,在喷油后期喷注尾部又从喷注整体上脱落;未来得及燃烧的燃油撞壁后,其小部分向上运动逐渐进入余隙狭缝之中,大部分向下沿ω形壁面形成滚流运动;着火首先发生在油束外缘区域,并且随着燃烧的进行,高温区一直出现在燃油蒸汽的外层。     

柴油机电子油门系统的优化设计

比较了不同油门机构方案的特点,分析了采用连杆机构的电子油门机构各零件的设计准则,并完成了其零件的几何参数确定、零件设计和强度校核,这种综合应用了CATIA、Mat-labSimulink和MSC.Adams等设计辅助软件进行的系统优化设计可以对设计方案进行综合分析和快速修改,大大缩短了设计周期。介绍了电子油门试验系统的组成,进行了电子油门系统的台架和实车试验。试验结果表明,所设计的系统具有优良的随动和调速性能,装有该电子油门系统的机械式自动变速系统不但可以获得良好的乘坐舒适性,还可以大大减少离合器主、从动盘同步的时间,提高了离合器的使用寿命。     

柴油机起动测控系统的开发及初步应用

开发了基于循环的柴油机起动过程燃烧、排放测控系统。对一台单缸直喷式柴油机进行了改造,匹配了电控燃油喷射系统,能够实现燃油喷射量及喷油定时的调节。利用瞬时转速、缸压分析了起动过程燃烧组织的优劣,利用单循环采样系统研究起动过程中气体排放物的变化历程。试验结果表明:该系统能够满足柴油机起动过程研究的需要,为研究柴油机起动过程提供了一种有效的测试手段。     

柴油机无凸轮轴配气机构

基于1105型单缸柴油机,开发了无凸轮轴电液配气机构。介绍了系统的硬件组成,标定了所用电磁阀打开和关闭延迟,并进行了初步试验。试验表明,该机构具有高的工作可靠性和重复性,可以实现灵活的气门正时控制。同时也指出了机构的不足。     

柴油发动机燃烧模式切换控制策略

针对柴油机低温燃烧/压燃(LTC/CI)燃烧模式切换过程中的瞬态控制问题,提出并开发了组合燃烧模式下的燃油系统和空气系统协调控制策略。实验结果表明,采用油气协调的控制策略,燃烧模式切换快速平稳,保证了LTC的减排效果。     

直喷柴油机燃用大豆油甲酯生物柴油的排放和燃烧特性

针对一台增压中冷直喷柴油机,在发动机的结构和参数不作变动和调整的条件下,研究了B0、B10、B20和B30四种不同低十六烷值大豆油甲酯生物柴油体积分数的混合燃料对发动机排放和燃烧特性的影响。研究结果表明,随着燃料中生物柴油含量的增加,发动机的动力性逐渐降低,使用B10时动力性变化不大,额定功率只下降1.2%;燃油消耗逐渐增加;CO、HC和碳烟排放降低,NOx排放增加,但增加的幅度较小;发动机缸内最高燃烧压力和放热率峰值逐渐降低,与其对应的相位逐渐推后,燃烧始点和燃烧终点逐渐延迟,滞燃期和燃烧持续期逐渐延长。     

柴油机燃油催化微粒后处理器性能与再生

在车用0#柴油中添入铁基燃油添加剂(FBC),在一台配置无涂敷碳化硅微粒捕集器(DPF)的CA6DL2-35E3高压共轨重型柴油机上对其排放微粒进行捕集加载与再生试验.试验结果表明:在ESC-13工况测试循环下,采用低含硫量的欧Ⅳ0#柴油可实现DPF微粒捕集效率达90%.再生过程DPF中轴线出口位置具有最高燃烧温度,为...     

电控柴油机冷起动过程的控制策略

设计了电控柴油机冷起动过程程序流程图,提出了起动油量的自动修正模式、加速踏板位置修正模式、蓄电池电压保护模式以及预热和后热模式等控制策略。通过实践证明,该控制策略能够可靠地保证电控柴油机的起动性能。     

燃料十六烷值对小型柴油机排放特性的影响

应用自行开发的柴油机瞬态工况测控系统,试验研究了燃料着火性对小型直喷式柴油机稳态及恒转速增转矩瞬态工况下排放特性的影响规律。研究结果表明:在稳态工况下,随着燃料十六烷值的增大,滞燃期缩短,HC、NOx排放降低,消光烟度增加;在恒转速增转矩瞬态工况,随着十六烷值的增大,烟度排放恶化,NOx排放降低。综合考虑消光烟度和NOx排放,存在一个最佳十六烷值。对于排气烟度,燃料十六烷值存在2个界限,当十六烷值小于50或大于60时,对消光烟度影响明显加剧。