喷雾引导分层燃烧部分负荷喷油点火策略研究

在一台中置多孔喷油器的直喷汽油机上进行试验,研究了喷雾引导分层燃烧技术在部分负荷(n=2 000r/min、BMEP=0.2MPa)下,喷油点火策略对发动机油耗和排放的影响。研究结果表明:点火(IGN)时刻处于喷油结束(EOI)时刻附近时,可以实现稳定的分层稀薄燃烧。在IGN时刻与EOI时刻等高线图中,THC排放与NOx排放呈现矛盾折中关系,CO排放随EOI时刻的推迟而逐渐降低。有效燃油消耗率受到燃烧效率和燃烧相位两个矛盾因素的共同影响,在EOI为上止点前34°的曲轴转角而IGN为上止点前35°的曲轴转角时获得最低值(329g/(kW·h))。采用两次喷射策略时,小的喷射间隔下,喷射比例对分层燃烧的燃烧稳定性和排放影响较小。     

二次喷射对直喷增压汽油机混合气形成与燃油湿壁影响的数值研究

使用数值仿真的方法对缸内喷雾、混合气形成和燃油湿壁进行了研究,重点对二次喷射对燃油湿壁的影响进行了详细的分区分析。对比分析了单次喷射方案和二次喷射方案仿真结果,包括滚流比、湍动能、喷雾图像、混合气浓度分布、燃油湿壁量。研究结果表明:在发动机2 000r/min全负荷工况下,两个方案缸内流场差异较小,混合气分布差异明显;二次喷射策略会降低燃油湿壁,燃油湿壁量最大值降低了27%。通过台架试验得到通过二次喷射策略机油稀释比例降低了15%,早燃频次也有所下降。     

喷雾引导型直喷汽油机燃油喷射对缸内流动特性影响的数值研究

为了深入研究喷雾引导型直喷汽油机燃油喷射对缸内流动特性的影响,利用STAR-CD软件数值模拟了1 500 r/min全负荷和5 500 r/min全负荷两个典型工况下发动机缸内的流动特性.对比分析了每一转速下,无喷射和有喷射时缸内的滚流率、湍流强度、点火区域的湍流强度以及关注切面的流场分布等.结果表明:在低转速全负荷工况下,燃油喷射过程对缸内流动有强烈的干涉作用,而高转速全负荷时该影响很小.另外,燃油喷射对高、低转速下缸内的平均湍能强度影响很小,而对点火区域的湍动能有很大提高.     

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。     

开阀喷射模式对进气道喷射式汽油机性能的影响

采用台架试验和数值计算的方法研究了开阀喷射模式对发动机性能的影响规律。研究结果表明:在20%节气门开度下,较早的喷油时刻与较晚的喷油时刻相比,功率升高了0.2kW,HC排放降低了30×10~(-6);当节气门开度达到100%时,由于进气气流和机体温度的影响使得喷油时刻对动力性和排放性能的影响可以忽略;处于20%节气门开度时未挥发燃油最大比例大约占总喷油量的50%,而在100%节气门开度下未挥发燃油仅占15%左右,可见燃油未完全挥发是造成开阀喷射模式时发动机性能下降的主要原因,提高开阀喷射模式下发动机燃油挥发性能是提升发动机性能的主要途径。     

进气道喷油式汽油机喷射模式对怠速工况油气混合的影响

进气道喷油式汽油机的燃油喷射模式可分为开阀喷射模式和闭阀喷射模式两类。以CV20四气门汽油机怠速工况下采用不同燃油喷射模式为例,运用三维瞬态数值模拟的方法分别计算了怠速工况下开阀喷射模式以及闭阀喷射模式的油气混合过程。计算表明该工况下采用开阀喷射方式可以提高缸内的燃油量,在此燃油喷射模式下大部分燃油直接喷入缸内并随即蒸发,对于增加缸内燃油蒸气量更为有利。     

机车柴油机燃油喷射系统新技术的研究

针对机车柴油机燃油喷射系统的可靠性和油耗率、排放等方面开展了研究。通过理论计算、试验分析,对改进前后燃油系统的性能进行了分析和比较。柴油机试验和装车运用结果表明,采用90°密封座面的针阀偶件来降低升程,从而降低冲击应力,可以明显提高燃油喷射系统的可靠性。较小的喷孔孔径和较小的压力室容积等优化结构也有利于提高燃油喷射系统的可靠性和降低油耗率。进一步又对短针阀喷油器和低排放组合喷射技术开展了研究。经理论分析和计算发现,短针阀喷油器可以进一步降低针阀对密封座面的冲击应力。油雾颗粒分析试验表明,低排放组合喷射技术的油雾颗粒细化可以达到原喷油嘴的37%～65%,将对改善雾化起到积极作用。     

16V280ZJ型柴油机燃油喷射系统改进及模拟仿真研究

东风11型机车提速运行后的故障率明显上升,针对其燃油喷射系统存在问题,采用短针阀喷油器、新型柱塞偶件,达到降低针阀对座面的冲击力,同时改善部分负荷工况下的燃油经济性的目的.并利用GT软件中的FUEL与POWER模块对其改进前后燃油喷射系统分别进行模拟仿真,对比改进前后柴油机经济性能指标,从而验证改进方案的可行性.     

缸内直喷汽油机低速性能的优化

通过仿真与试验相结合的方法对2.0,L涡轮增压缸内直喷汽油机的低速性能进行了研究,分析了进气滚流比及喷油开始时刻对其性能的影响.使用高滚流气道并对喷油开始时刻进行优化,可有效改善燃烧稳定性和燃油经济性,但其对燃油湿壁问题的改善并不理想.采用两段喷油策略及改变喷油器安装角,对喷雾碰壁问题进行了优化.结果显示:与单段喷射相比,两段喷射可使燃油碰壁和壁面油膜量大幅下降,混合气均匀度也得到进一步提高.适当减小喷油器安装角可使燃油碰壁明显降低,壁面油膜量降低38%,且混合气也更均匀.     

喷油时刻对缸内直喷汽油机颗粒物排放的影响

缸内直喷汽油机因其良好的节能性能,近几年来成为车用汽油机研究的重点,但也带来了颗粒物排放的问题.针对一款缸内直喷发动机,采用CFD数值模拟和发动机台架试验相结合的方法,研究了不同的喷射时刻对直喷汽油机混合气形成和颗粒物排放的影响.结果表明:缸内直喷汽油喷雾碰壁形成油膜与颗粒物排放有着直接的关系;在小负荷和中等负荷工况下,喷射时刻的优化能够有效地降低颗粒物数量排放.对于典型进气侧置喷油器缸内直喷汽油机,中小负荷工况优化的喷油策略为喷射时刻在进气冲程中期(约270,°,CA BTDC).     

柱塞泵性能的液力调整和喷油过程的分析

环保与人类生存的关系巳日趋紧密,而汽车尾气排放给环境带来严重威胁。由于柴油机应用极广,因此必须把改善它的燃烧和排放列为重要议题。柴油机喷油泵的供油特性及喷油过程对其燃烧和排放的影响很大,而出油阀结构的变化在改善这些性能上有独特效果,所以对出油阀进行改进,利用其缝隙在不同转速下对燃油的节流作用,实现对供油的优化调整,以达到节能和降低排放的目的。     

柴油机电控燃油喷射系统喷油特性韵方差分析

共轨压力和喷油脉宽是高压共轨柴油机燃油喷射系统两个最重要的参数，也是电控柴油机运行性能的两个决定性因素。在自行研制的高压共轨喷油系统上进行了喷油特性试验，并利用双因素方差分析法对不同共轨压力和喷油脉宽下的喷油特性样本值进行了显著性捡验。分别捡验了共轨压力和喷油脉宽对喷油量以及喷油一致性的影响程度，提出了基于F值的共轨系统工作分析。检验结果表明：喷油量对喷油脉宽的敏感性比共轨压力强，共轨压力和喷油脉宽及其交互效应对喷油一致性没有显著影响。     

柴油机电控燃油喷射系统喷油特性的方差分析

共轨压力和喷油脉宽是高压共轨柴油机燃油喷射系统两个最重要的参数,也是电控柴油机运行性能的两个决定性因素。在自行研制的高压共轨喷油系统上进行了喷油特性试验,并利用双因素方差分析法对不同共轨压力和喷油脉宽下的喷油特性样本值进行了显著性检验。分别检验了共轨压力和喷油脉宽对喷油量以及喷油一致性的影响程度,提出了基于F值的共轨系统工作分析。检验结果表明：喷油量对喷油脉宽的敏感性比共轨压力强,共轨压力和喷油脉宽及其交互效应对喷油一致性没有显著影响。     

直喷式柴油机供油系统对高压喷射特性影响的研究

本介绍了直喷式柴油机泵－管－嘴供油系统及其主要参数对喷油压力及其供油特性的影响，试验在油泵试验台上进行，通过对两种油泵，多种油嘴和油管的不同匹配试验发现，实现高压喷射有效手段是在提高压油泵喷油压力的同时，还必须精心选用小孔径，多孔数喷嘴；喷油压力圣孔径变化最为敏感，高压喷射供油系统设计中，应注意防止２次喷射及穴蚀的产生。     

电子燃油喷射发动机机油耗测量方法研究

介绍一种适用于电子燃油喷射发动机油耗测量的方法。该方法采用常见的玻璃球泡油耗仪与自行研制的稳油箱相结合，成功解决了玻璃球泡不能直接承受燃油高压，回油不好测量的问题，实现了电喷发动机油耗的准确测量。该方法原理简单，切实可行。     

基于两段燃油喷射的LTC燃烧影响因素的试验研究

基于两段燃油喷射,利用主喷射产生均质混合气,并利用触发喷射来引燃,实现了低温燃烧(low temperature combustion,LTC)。针对两段燃油喷射LTC燃烧模式,研究了主喷射和触发喷射的喷油量比例及主喷射提前角对LTC燃烧的影响。试验结果表明:触发喷射可以有效地控制LTC的燃烧相位,并可以有效拓宽主喷射提前角范围。主喷射提前角对LTC燃烧有很大影响,喷射过早会导致过多的燃油附壁,且缸内的温度压力较低不利于混合气形成;喷射过迟会导致主喷射与触发喷射间隔太小,主喷燃油没有足够的时间形成均质混合气,排放增加。针对不同的喷油比例优化主喷提前角可以实现燃烧相位的有效控制,并能够降低排放。     

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。     

电控蓄压式喷油系统喷油定时的测试与控制

喷油定时控制是电控蓄压式喷油系统与柴油机匹配的关键。研讨了电控蓄压式喷油系统喷油定时的测试方案及其相关问题。然后根据电控蓄压式喷油系统的工作特点,确定了喷油定时的电控实现途径。     

新型脉动式电控燃油喷射系统喷射定时优化

电子控制是柴油发动机燃油喷射系统实现柔性喷射过程控制的有效途径。喷射定时对发动机的排放和经济性都有重要影响，传统的机械式供油系统无法兼顾对每一工况的定时优化，而电控燃油喷射系统的重要优势之一就是能对喷射定时进行全工况自由调节。新型脉动式电控燃油喷射系统的喷射定时需要根据输油泵的供油凸轮型线、不同工况、油量、压力、经济性及排放性能的要求进行优化匹配。本文以电控直列泵—管—阀—嘴燃油喷射系统喷射控制理论分析为基础，根据喷射系统应用的实际条件进行了大量试验，为新型电控燃油定时的优化和匹配提供了依据和准则。     

喷油提前角对柴油机燃烧特性的影响

为了研究柴油机在不同喷油提前角下的燃烧特性,采用三维流体数值分析软件AVLFIRE建立了某型柴油机燃烧计算模型.在不同喷油提前角下,对燃烧滞燃期、油气混合程度、温度、燃空当量比、放热率和压力进行分析,得出:随着喷油提前角的增大,滞燃期延长,着火时刻形成的可燃混合气增多,缸内最高燃烧压力和最高温度也随之升高同时放热规律相...