火花点火发动机未燃碳氢排放的研究

本文归纳了作者在攀登计划中所从事的研究工作，详细介绍了本课题的研究内容及研究成果，它包括火焰淬熄机理，狭缝与火焰传播，碳氢的形成机理和主要生成源，各主要生成源所占比例，碳氢预测模型，影响因素，碳氢的净化方法等     

火花点火发动机燃烧室沉积物未燃碳氢排放的理论与实验研究

本从实验和理论两个方面来系统地研究火花点火式发动机燃烧室沉积物处未燃碳氢排放浓度随冷却水温，发动机转速，节气门开度和点火提前角等运转参数的变化规律，对发动机缸内沉积物未燃碳氢的生成过程和缸内，排气系统中未燃碳氢的氧化过程进行了模拟，对缸内沉积物未燃碳氢生成过程进行了详细的研究，找出了影响燃烧室沉积物处未燃碳室氢生成量的关键因素。此外还分析了燃烧室中沉积对发动机性能的影响。     

火花点火发动机未燃碳氢预测模型

本文建立了火花点火发动机顶岸间隙、缸套壁面润滑油膜和缸内壁面积碳层处未燃碳氢生成和释放过程的预测模型以及缸内、排气管中未燃碳氢氧化模型，并利用模型预测了发动机排气未燃碳氢量。计算结果表明，本模型的预测结果能较好地与实验结果吻合。     

燃烧室沉积物对火花点火发动机碳氢排放的影响

为了弄清燃烧室沉积物对发动机排气碳氢的影响，使用一台实验用单缸火花点火发动机来形成燃烧室沉积物。在燃烧室沉积物存在的条件下，开展了不同工况下碳氢排放的实验研究，分析了燃烧室沉积物对发动机动力性和燃油经济性的影响。实验结果表明：当发动机运行一段时间后，其燃烧室表面沉积物将达到一稳定平衡厚度，此时排气碳氢浓度随转速的升高、冷却水温的增加以及点火推迟而降低。在本实验各类工况下，沉积物的存在将使发动机排气碳氢浓度增加２０％～３０％。同时沉积物的存在将使发动机的功率和燃油经济性有所提高（功率增加１．１％～１．６％，燃油经济性提高２．７％～３．０％），此现象被认为主要是因沉积物的隔热作用，而不是压缩比的增加所致。     

燃油组成对火花点火发动机碳氢排放的影响

为了更好地弄清燃油组分对发动机排气碳氢的影响，在一台单缸发动机上开展了燃用汽油－正已烷和汽油－二甲苯混合燃料的研究，利用ＦＩＤ测量了总碳氢排放量。研究了不同混合比例下汽油－正已烷和汽油－二甲苯混合燃料对发动机碳氢排放的影响。给出了混合燃料与商品汽油的排放对比。研究结果表明：汽油－正已烷混合燃料较汽油碳氢排放低，汽油－二甲苯混合燃料较汽油碳氢排放高。认为亨利常数、扩散系数和蒸馏温度决定了燃油组分引起的缸内未燃碳氢数量。指出燃油组分对发动机碳氢排放有很大的影响。碳氢排放量与汽油中正已烷或二甲苯掺混比例成线性变化关系。汽油中正已烷增加１０％碳氢排放降低２×１０－４Ｃ，汽油中二甲苯增加１０％碳氢排放会增加２．２×１０－４Ｃ。     

火花点火发动机冷启动和暖机过程未燃碳氢排放及控制

火花点火发动机冷启动和暖机瞬态过程中未燃碳氢的排放占整个测试循环总排放量的60％～80％,因而其控制越来越受到广泛的重视。从缸内燃烧过程组织和排气后处理两个方面,阐述近年来国内外火花点火发动机在降低该过程未燃碳氢排放方面的研究成果及存在的问题,并且探讨了寻求新的降低未燃碳氢的方法和技术。     

火花点火发动机的HC排放

本文综合国外火花点火发动机ＨＣ排放领域的研究成果，对动机燃料过程中部分燃料脱离主燃段及其在发动机缸内和排气系统内的不完全氧化和传输机理和以分析和讨论，总结了发动机在稳定工况和冷起动工况下ＨＣ排放形成的主要原因。     

冷起动和怠速时火花点火发动机缸内未燃碳氢生成过程的研究

为了更好地弄清起动和怠速时发动机缸内未燃碳氢生成过程以及顶岸间隙和油膜对缸内未燃碳氢的影响，测量了起动和怠速过程活塞顶岸壁面和缸套壁面温度。根据测量结果，预测了起动过程顶岸间隙和壁面油膜处未燃碳氢生成量，发现顶岸和缸套壁温在发动机起动后（１５０～２００）ｓ时达到其稳定状态。起动后顶岸间隙和油膜处生成的碳氢量分别降低至其初始值的２／５和３／４。研究认为：热容量小的活塞能迅速减小顶岸容积和提高其内混合气温度，从而可减少起动期间缸内生成的总未燃碳氢量。     

火花点火发动机燃用含氧燃料对冷起动和怠速时未燃碳氢排放影响的实验研究

本文以在汽油中掺混不同体积百分比乙醇形成“模型”燃油的方法，研究了含氧燃料对火花点火发动机冷起动和怠速时未燃碳氢（ＨＣ）排放的影响。实验结果表明：燃油的挥发性和汽化潜热的大小对这两种工况的未燃碳氢排放有很大影响。掺混１５％（Ｖｏｌ）的乙醇能有效降低冷起动时的未燃碳氢排放。     

火花点火式发动机未燃碳氢形成机理及影响因素的研究

详细阐述了火花点火苣了缸内未燃碳氢排放的主要生成源和形成机理，并测量了不同运转参数火花点火式发动机的碳氢排放。     

火花点火发动机碳氢有害排放物的形成与排放的研究

较全面地论述火花点火发动机ＨＣ有害排放的生成源及汽油机设计参数和运转状态对未燃ＨＣ排放的影响。     

火花点火发动机燃用含氧燃料对冷起动和怠速时未燃碳氢排放影响？…

本文以在汽油中掺混不同体积百分比乙醇形成“模型”燃油的方法，研究了含氧燃料对火花点火发动机冷起动和怠速时未燃碳氢排放的影响。实验结果表明：燃油的挥发性和汽化潜热的大小对这两种工况的未燃碳氢排放有很大的影响。掺混１５％的乙醇能有效降低冷起动时的未燃碳氢排放。     

点火发动机碳氢排放的数值模拟

为了弄清发动机气缸内未燃碳氢uHC的主要生成源和它们在废气排放中所占有的比例 ,有针对性地采取措施降低缸内uHC生成量 ,详细的分析了uHC排放生成机理 ;结合前人的研究成果 ,根据燃烧过程中所体现的物理学知识 ,建立了包括HC逃离正常燃烧、缸内氧化、缸内残留和排气管氧化等在内的一系列模型。通过此模型可非常清楚的了解发动机运行时缸内uHC的具体情况 ,并能定量分析各参数对HC排放的影响     

火花点火发动机爆震燃烧的实验研究

本介绍了采用高速摄影法对火花点火发动机爆震进行的实验研究，总结了各种因素对爆震的影响，实验结果表明，末端体自燃点通常是多个同时发生，分布在末端所体的不同部位，自燃通常会但并不总是会导致爆震。爆震强度并不都取决于自燃时未燃混合气量的多少，而与自然发生时末产气体的热力状态下有关，自燃出现与爆震发生之间的时间间隔愈短，则爆震愈强，当爆震发生在上止点之后时，其随自燃发生的时刻接近上止点而增强。     

火花点火式变组分煤层气发动机的工作稳定性和排放特性

介绍了火花点火式变组分煤层气发动机的主要设计过程。通过发动机台架试验，在不同点火提前角、不同甲烷浓度和不同压缩比时对该发动机的起动、怠速稳定性和排放特性进行了分析。结果表明，变组分煤层气发动机起动、怠速稳定，带负荷工作可靠。通过控制合适的空燃比，可以适应甲烷浓度大范围变动的煤层气燃烧。未燃HC和CO排放量随负荷、甲烷浓度增加而降低；NOx排放量随负荷、甲烷浓度增加而增加。     

火花点火天然气发动机CFD变参数研究

应用AVL三维CFD软件FIRE,对一台柴油/天然气双燃料发动机改成的单一燃料天然气火花点火发动机进行了多维数值模拟计算。分别针对压缩比、过量空气系数、点火提前角进行了模拟研究,为大型天然气发动机的开发研究提供了有价值的参考数据。     

燃用轻油基燃料的火花点火式发动机性能分析

轻油高辛烷值调和剂显提高了轻油基燃料的抗爆性,使火花点发动机可采用较高压缩化工作。发动机燃用轻油基燃料时无爆震,可获得与燃用汽油相近、甚至更高的动力性及经济性,发动机缸内过程参数及其标准偏差分析表明：发动机燃用轻油基燃料时,最高燃烧压力和最大压力升高率及其标准偏差明显低于燃用汽油;最大压力长高率均出现于最高燃烧压力点之前。从而证明,轻油基燃料具有较高的抗爆性,燃料品质优良。     

火花点火式发动机点火过程数值模拟

本文以着火的热理论为基础,提出了一个火花点火式发动机点火过程的一维数学模型。应用这个数学模型对点火过程进行数值计算,可以得到临界着火半径、最小点火能量和各工况时的着火延迟期,并可研究发动机转速、点火提前角和当量燃空此等参数对着火延迟期的影响。文中对两台汽油机的点火过程进行了实例计算。     

火花点火发动机末端混合气自燃化学的实验研究

本文介绍碳氢燃料的自燃化学过程的实验研究结果。试验研究是在一台倒拖发动机上进行的。实验中研究了进气温度，燃料辛烷值，发动机转速和压缩比对燃料氧化和自燃的影响，对实验中的燃料自燃变化规律以及自燃从无到有的连续循环间的放热过程进行了总结，并对实验中的一些特殊现象进行了可能的解释，指出焰前反应中间产物的某些特性及其对焰前反应的重要影响。     

进气道和燃烧室形状对火花点火发动机燃烧过程影响的研究

本文针对ＣＡ６１０２发动机燃烧慢、循环变动率偏大等问题，对进气道和燃烧室进行了改进。研究了不同进气道和燃烧结构（六种匹配方案）对燃烧过程和性能的影响，发现涡流比和性能之间无单调的相关关系，与燃烧期之间存在二次抛物线型的逆变相关关系，ＣＡ６１０２发动机合适的涡流比在０．９左右，燃烧室设计因素中火花塞的位置对燃烧过程和性能影响最大，火花塞靠近中心布置方案同原机相比，最低燃油消耗率降低了４．１％，最大扭