一种单燃料纯甲醇发动机冷起动技术研究

文章针对目前甲醇汽车发动机生产厂家广泛采用的副油箱式辅助冷起动系统的缺陷,根据甲醇发动机的低温起动特性,研制了一种安装在进气总管的新型纯甲醇汽车发动机冷起动装置。该装置通过甲醇发动机进气预热冷起动技术,使得甲醇发动机低温起动时,甲醇燃料的蒸汽浓度能够达到着火点。试验结果表明,采用该冷起动技术后,甲醇发动机在环境温度为-10℃时可以实现冷起动,从而为单燃料纯甲醇发动机冷起动技术的应用与改进提供一定参考。     

火花点燃式甲醇汽油发动机冷起动过程燃烧特性研究

随着欧Ⅲ及以上排放法规的实施,对发动机冷起动过程排放的控制显得越来越重要。在一台3缸进气道喷射汽油机上开展了甲醇-汽油对冷机起动及其后怠速暖机过程燃烧和排放特性影响的研究。缸内压力数据分析表明在汽油中加入甲醇,可以明显改善冷起动过程缸内燃烧。随着添加比例的增加,发动机起动后的50个循环火焰发展角和快速燃烧角都明显缩短,平均指示压力升高。研究中设计了一种新颖的准瞬态排放采样系统,测量了冷起动和暖机过程的HC和CO排放。环境温度5℃下测量结果表明,HC和CO排放随着甲醇添加比例增加明显降低,发动机燃用M30时,HC降低了40％,CO降低了70％,排气温度在起动200s时也比原汽油机升高了140℃。     

火花点火式电控甲醇发动机非常规污染物的排放特性

在火花点火式电控甲醇发动机上,采用M85(85％甲醇和15％汽油的混合物)和M100(100％纯甲醇)两种甲醇燃料进行台架实验,通过气相色谱法检测和分析了甲醇和甲醛非常规污染物在发动机2 000 r／min和怠速时的排放特性,同时考察了三元催化反应器对非常规污染物的转化效率．实验结果表明:燃用甲醇燃料时,甲醇和甲醛排放量在无负荷时最大,而后,随负荷的增加而降低,到一定值后,随负荷的增加而升高,甲醇和甲醛排放量(体积分数)分别可高达450×10-6和150×10-6;催化后甲醇和甲醛的排放量均明显降低,其中甲醇的催化转化率可达到 95％以上,而甲醛的催化转化率与之相比略低．此外,怠速时发动机甲醇和甲醛的排放量也较高．     

低压空气辅助喷射甲醇发动机冷起动试验研究北大核心CSCD

针对甲醇发动机难以形成浓度合适的混合气而造成冷起动困难的问题,以一台应用自主开发的进气道低压空气辅助喷射系统(air assisted port injection,AAPI)的单缸甲醇发动机为研究对象开展试验研究,探究不采用辅助措施通过AAPI喷射实现甲醇高雾化对甲醇发动机冷起动的影响及规律。试验表明AAPI明显加快了甲醇发动机冷起动前可燃混合气的形成速率。AAPI甲醇发动机着火前过量空气系数λ的平均变化率值和峰值变化率分别是普通喷射方式的3.2倍和2.26倍。点火时刻对AAPI甲醇发动机冷起动影响较大,为使AAPI甲醇发动机的冷起动性能最优,需配合合适的点火时刻,试验条件下最佳点火时刻为活塞压缩上止点前20°。AAPI甲醇发动机的冷起动性能受环境温度影响较大,随着环境温度的降低,甲醇发动机冷起动时间增长;不采用辅助措施,AAPI甲醇发动机在5℃时能实现可靠冷起动。     

点燃式发动机燃用不同燃料的冷起动着火特性

基于循环控制策略,在一台125 mL单缸四行程电控喷射点燃式发动机上,分别燃用汽油、LPG和甲醇3种燃料进行了冷起动瞬态工况着火特性的试验研究.在只喷射一次燃料的情况下,确保汽油、LPG和甲醇发动机可靠起动时,研究循环喷射量和环境温度的影响.试验结果表明,循环喷射量对汽油和LPG发动机可靠起动影响显著,合适的循环喷射量即可保证汽油和LPG发动机可靠起动;环境温度对甲醇发动机可靠起动影响最显著,循环喷射量次之,环境温度低于16 ℃时,不采取辅助起动措施,低喷射压力下喷多少燃料都不能使甲醇发动机起动;同一喷射时刻,汽油和LPG发动机可实现"即喷即着"的理想着火,甲醇发动机要比汽油和LPG发动机晚一个循环着火.     

内燃机润滑系统机油量的确定

现代发动机的转速和功率不断提高,热负荷也愈来愈高,一个良好的润滑系统中的机油泵应满足下列要求: (1) 机油泵应能提供合适的机油压力和机油量; (2) 发动机起动后,在最低工作转速时,应提供足够油压的机油供给各摩擦表面;     

柴油/天然气双燃料发动机控制系统设计

利用自主设计的双燃料发动机的控制系统,将高压共轨柴油机改装成双燃料发动机。该系统包括天然气供给系统、控制单元(ECU)及其配套传感器等。发动机起动和怠速时在纯柴油模式下运行,当负荷达到某一设定值时,柴油ECU减少引燃柴油的喷射,同时天然气ECU增加天然气量的喷射,发动机在双燃料模式下运行。台架试验结果表明:在不同工况下,天然气平均替代率达到75%,最高替代率达到90%。     

汽油醇混合燃料发动机冷起动排放特性研究

随着国Ⅲ及以上排放法规的实施,对发动机冷起动过程排放的控制显得越来越重要.在一台3缸进气道喷射汽油机上开展了不同环境温度下醇类汽油混合燃料对冷机起动及其后怠速暖机过程排放特性的研究.研究中设计了一种新颖的排放采样系统,测量了冷起动和暖机过程的HC和CO排放.甲醇汽油与乙醇汽油混合燃料排放对比发现:甲醇汽油具有更加优良的冷起动排放性能.分别在环境温度为5℃、15℃和25℃时进行了甲醇汽油对冷机起动及怠速暖机过程排放特性影响的研究.研究表明:在相同的环境温度下,HC和CO排放随着试验燃油中甲醇添加比例的增加明显降低;甲醇汽油对发动机冷机起动及暖机阶段HC和CO排放的改善在温度较低时表现的更为明显,环境温度为5℃,发动机燃用M30时,HC排放可降低40%,CO可降低70%.     

甲醇-汽油双燃料化油器性能试验研究

针对汽油机燃用甲醇问题,设计了甲醇-汽油双燃料化油器,在对发动机进行较小改动的基础上,成功解决了使用纯甲醇出现的冷起动困难、重载爬坡乏力和超车加速性能差的三大难题,达到了以80％的甲醇取代汽油进入发动机工作,而基本不影响发动机性能的效果。     

防止发动机气缸垫烧坏的措施

气缸垫烧坏之后,气缸体与气缸盖之间即失去了密封作用,出现漏水、漏气、漏油等现象,严重影响发动机的正常工作。为防止这种故障的发生,在使用维护保养中应注意以下几点: (1)起动发动机时油门不能加得太大,起动后不能采用大油门的办法使发动机高速旋转来提高发动机的温度。更不应在发动机尚未达到正常工作温度时,立即带负荷作业,否则易烧坏缸垫。     

FBM车用醇基燃料的发动机性能试验研究

针对汽油短缺和燃用汽油产生大量污染等问题，研究了以工业甲醇、C5 、C1～C5，助溶剂和腐蚀抑制剂组成的FBM(fuel based on methanol)车用醇基燃料。对90^# FBM车用醇基燃料进行了发动机台架性能试验：起动性能试验，怠速排放性能测试，速度特性试验和负荷特性试验。试验结果显示：与燃用90^#汽油相比，发动机平均起动时间提前0．31S，表明了醇基燃料的冷机起动性能优于90^#汽油；排污低于90^#汽油；在100％油门开度下，转速在1000r／min至2800r／min之间，其最大功率比90^#汽油下降2．479，6，最大扭矩下降2．34％，最低燃料消耗率上升5．79％；1800r／min负荷特性试验结果，平均燃料消耗率比90^#汽油上升5．57％。     

EGR和过量空气系数协同控制改善甲醇发动机部分负荷性能

通过一台柴油机改装的高压缩比(17.5)进气道喷射点燃式甲醇发动机,研究了废气再循环(EGR)和过量空气系数协同控制对甲醇发动机部分负荷经济性和排放性能的影响.结果表明:负荷越小,协同调节范围越宽,节油潜能越大,在1,400,r/min、50%,负荷时,甲醇消耗率降低幅值最大可达13.1%,,25%,负荷时甲醇消耗率最大可降低26.6%,;EGR率小于20%,或过量空气系数小于1.4时,协同控制对缸压峰值的影响较明显;当过量空气系数大于1.4后,甲醇发动机燃烧持续期急剧增加,循环变动迅速变大;与无外部EGR、过量空气系数为1相比较,合理利用EGR和过量空气系数协同控制,可以保证HC、CO排放值增幅不大且能有效降低NOx,甚至实现NOx的"零"排放.     

甲醇/汽油混合燃料发动机非常规排放成分测量方法研究

对使用气相色谱仪检测甲醇／汽油混合燃料发动机排气中醇醛类排放方法进行了研究，优化选择了采样方法、载气流速、柱温等参数，证明安装PEG色谱柱的GC2010完全可以对甲醇／汽油混合燃料发动机排气中的醇、醛进行精确的检测分析。发动机尾气测试结果表明，汽油机燃用M10混合燃料时，排气中的甲醛中低负荷高达0．2mg／L。此外，发动机燃用市售汽油和M10两种燃料时，排气中的甲醇、乙醇和乙醛量相差在10％左右，经三效催化转化器后，可以被控制到接近零排放的水平。     

甲醇燃料在点燃式发动机上的应用研究

本文分析了中国的能源形势及甲醇发动机的优势和存在的问题,制定了甲醇发动机技术路线和方案,通过对甲醇燃料喷射系统、点火系统、燃烧系统等系统进行设计和改进,对进气、喷油、点火、可变气门正时(VVT)、废气再循环(EGR)等参数进行了优化标定,开发了甲醇发动机,结果显示:甲醇发动机的有效热效率可以达到39%以上,动力性优于原汽油机,搭载M85甲醇发动机的甲醇汽车可以在-25℃3 s内顺利冷起动,M85甲醇汽车可以达到GB/T 18352.5—2013《轻型汽车排放污染物限值及测量方法(国V)》的排放标准,并且比标准限值低40%~50%。     

点燃式发动机排放特性研究

测量并分析了C498QAl型电控燃油喷射发动机在稳定运转工况和过渡工况(常温起动、热起动、加速、减速等工况)排气中的有害排放物CO、NO、HC的排放量及C02、02和过量空气系数随测量时间的变化。结果表明：(1)试验用发动机在闭环反馈控制的稳定工况，其过量空气系数非常接近1，其CO、HC都处于较低排放水平。在全负荷开环控制的稳定工况，CO和HC的排放出现明显增大。(2)常温起动及热起动后，CO的排放量存在一个峰值，该峰值通常为起动后怠速运转时的数倍。     

植物油发动机在JS6608汽车上应用的试验研究

柴油机直接燃用植物油燃料,存在启动困难、在怠速、低转速和小负荷等工况时燃烧排放性能差等问题。本文对原车柴油机燃料供给系统进行改进设计,应用控制单元对燃油供给系统进行控制,在启动、怠速、低转速和小负荷时给发动机供柴油,中高负荷时给发动机供植物油,实现柴油和植物油燃料的双供给。改装后整车道路试验表明,燃用植物油汽车运行可靠,动力性、经济性与原车相当,在中高负荷时燃烧和排放特性优于柴油车。     

甲醇发动机一维仿真及不同压缩比下的对比分析

使用GT-POWER对某1.3 T四缸汽油机改制的甲醇发动机进行了仿真计算。首先建立原机(压缩比为9.5)的一维模型,并与试验数据进行对比验证。由于甲醇的辛烷值明显高于汽油,可以提高发动机的压缩比,以提高发动机的动力性和经济性。在原机模型的基础上,以0.5的幅度从9.5逐渐增加压缩比至12,结果表明,发动机并没有出现明显的爆震现象。压缩比提高到11后,发动机的动力性有一定幅度的提升,经济性明显改善;而压缩比提高到12之后,扭矩略有提升,有效甲醇消耗率比压缩比为11时降低的幅度小,但是随之带来的是大负荷时发动机的NOx排放、燃烧噪声、机械负荷和热负荷的增加。     

低比例甲醇汽油发动机冷起动非常规排放和燃烧特性研究

在电控进气道喷射汽油机台架上,分别使用汽油、M10、M20和M30 4种燃油在常温条件下模拟了NEDC测试循环中的前2个市区工况循环(ECE),对冷起动过程中催化剂前后的常规排放和非常规排放以及燃烧特性进行了研究。研究结果表明:随着燃油中甲醇比例的增大,4种燃油的CO、NOx排放量逐步减少,而甲醇、甲醛等非常规排放量逐步增多。THC排放量在冷起动初期随着甲醇比例的增大而增加,在发动机温度上升后随着甲醇比例的增大而减少。但是在常规三效催化剂起燃以后,催化剂后的常规和非常规排放基本上均能得到有效控制。随着汽油燃料中甲醇添加比例的增大,在冷起动过程中发动机燃烧持续期缩短,缸内平均指示压力略有升高,对发动机缸内燃烧有一定的改善作用。     

DME发动机起动怠速工况AMESim/Simulink联合仿真研究

以AMESim仿真软件中的发动机燃烧仿真平台IFP-Engine为基础,建立了发动机模型,利用MATLAB/Simulink软件的处理功能,建立了燃料供给系统控制模型,将二者联合仿真,结合实际发动机从起动到怠速转速的变化,调整参数,获得了发动机模拟转速变化规律,以此转速曲线确定某一时刻的基本喷油量,再根据冷却水温度对喷油量进行修正,绘制出转速、冷却水温、喷油持续时间等随时间的变化曲线,并分析发动机起动、怠速运转情况,为二甲醚(DME)发动机电控燃料供给系统控制器的研制提供了方法。     

浅谈发动机起动润滑优化

主要介绍了发动机起动时润滑不良给发动机带来的危害,发动机起动时的磨损机理以及解决发动机起动时各零部件磨损的思路和方法,并结合解决某发动机起动时异响的实际问题,借用传统发动机解决起动润滑不良的一些方法及单向阀的设计思路,对新型增压直喷发动机起动时润滑不良的问题提出解决建议,并对试验验证方案情况进行总结。