点燃型预燃室在大缸径甲醇发动机上应用

通过计算流体动力学数值模拟,探索点燃型预燃室在大缸径（320mm）甲醇发动机上的应用效果,计算了过量空气系数和点火正时对燃烧和性能的影响。结果表明,点燃型预燃室发动机的燃烧放热过程先缓后急,热效率较高,NOx排放很低,SOx排放为零,不经后处理即可满足国际海事组织Tier Ⅲ排放法规。随着缸内过量空气系数的增加,缸内压力、压力升高率、声响强度和NOx排放均显著降低,指示热效率先升后降,在过量空气系数为2.4时达到最高值49.2%;随着点火正时的延迟,缸内压力、压力升高率、声响强度、指示热效率逐渐下降,NOx排放先减后增。基于计算结果,提出了一种燃烧控制策略：在平均有效压力低于1.8MPa时控制缸内过量空气系数为2.4并匹配较早的点火正时,在平均有效压力高于1.8MPa时控制过量空气系数为2.1并匹配较晚的点火正时。采用该策略可使部分负荷热效率最佳,且整机具有较高的动力性。     

点燃型预燃室在大缸径甲醇发动机上的应用

通过计算流体动力学数值模拟,探索点燃型预燃室在大缸径(320mm)甲醇发动机上的应用效果,计算了过量空气系数和点火正时对燃烧和性能的影响。结果表明,点燃型预燃室发动机的燃烧放热过程先缓后急,热效率较高,NO_x排放很低,SO_x排放为零,不经后处理即可满足国际海事组织TierⅢ排放法规。随着缸内过量空气系数的增加,缸内压力、压力升高率、声响强度和NO_x排放均显著降低,指示热效率先升后降,在过量空气系数为2.4时达到最高值49.2%;随着点火正时的延迟,缸内压力、压力升高率、声响强度、指示热效率逐渐下降,NO_x排放先减后增。基于计算结果,提出了一种燃烧控制策略:在平均有效压力低于1.8MPa时控制缸内过量空气系数为2.4并匹配较早的点火正时,在平均有效压力高于1.8MPa时控制过量空气系数为2.1并匹配较晚的点火正时。采用该策略可使部分负荷热效率最佳,且整机具有较高的动力性。     

主动预燃室式直喷汽油机稀薄燃烧性能研究

为明晰不同点火方式对汽油机稀薄燃烧特性的影响规律,在一款排量为0.5L的研究型单缸机上试验研究了传统火花塞和主动预燃室两种不同点火方式下发动机燃烧及排放特性,探索主动预燃室拓展稀薄燃烧极限的多种影响因素。研究结果表明,稀薄燃烧可有效降低油耗,提高发动机热效率。传统点火线圈的稀燃极限处于过量空气系数1.5附近,最高指示热效率为45.0%,而采用主动预燃室系统后,稀燃极限可进一步拓展,过量空气系数可达2.0,指示热效率提升至46.5%,氮氧化物排放比采用传统火花塞点火技术时降低约88%;主动预燃室匹配高压缩比14.80的燃烧系统,可进一步拓展稀燃极限至过量空气系数2.1,指示热效率可达48.0%,氮氧化物排放继续降低,在过量空气系数采用2.1时NOx排放最低可达58×10-6。     

不同过量空气系数下射流点火发动机燃烧、排放和爆震特性的试验研究

基于单缸试验机研究了过量空气系数对射流点火发动机性能的影响.通过分析发动机性能曲线、缸内燃烧情况及爆震特性探究射流点火最佳运行区间,并与火花点火燃烧方式进行对比.结果表明,射流点火可以有效提升瞬时放热率并拓展发动机稀燃极限,缩短缸内混合气滞燃期与燃烧持续期,同时燃油经济性有一定提升.在稀燃条件下氮氧化物排放极低.爆震方...     

稀燃对甲醇直喷点燃式发动机性能的影响北大核心CSCD

将一台增压直喷米勒循环汽油机改制成高压缩比(13.8)甲醇直喷点燃式发动机,在2 750 r/min、平均有效压力(brake mean effective pressure,BMEP)为1.1 MPa及1.5 MPa工况下研究了稀燃对甲醇直喷发动机燃烧、排放及热效率的影响。结果表明:随过量空气系数λ增大,甲醇直喷发动机滞燃期和燃烧持续期逐渐延长,高稀释率下燃烧滞燃期和持续期明显短于汽油原机。在1.1 MPa BMEP工况下,发动机的稳定燃烧极限从汽油原机的λ=1.5拓宽到甲醇直喷的1.7以上。气体排放方面,随λ增大,甲醇直喷发动机HC排放逐渐增加,而CO排放先降低后升高,在λ=1.1附近CO排放最低。与汽油原机相比,甲醇直喷发动机在各过量空气系数下均表现出更低的NOx、HC及CO排放。热效率方面,发动机在BMEP为1.1 MPa下,汽油原机和甲醇直喷的最大有效热效率分别为39.8%和44.1%,热效率绝对值分别较当量比燃烧提升2.5%和3.2%。BMEP提高到1.5 MPa后,甲醇直喷发动机在λ=1.4实现了44.5%的最大有效热效率。     

预燃室湍流射流点火甲醇发动机稀薄燃烧和排放特性试验研究

基于一台四冲程单缸发动机开展预燃室湍流射流点火(turbulent jet ignition,TJI)甲醇发动机燃烧特性、性能表现和排放特性的试验研究。结果表明,TJI燃烧模式燃烧速率较快,放热率(heat release rate,HRR)峰值明显较高,且具有更短的滞燃期和燃烧持续期。随着过量空气系数变大,缸内压力和放热率峰值变小,TJI和火花塞点火(spark ignition,SI)燃烧模式滞燃期和燃烧持续期均变长。此外,TJI燃烧模式可有效提升甲醇发动机的稀薄燃烧稳定性,可将稀燃极限拓展至过量空气系数2.0。TJI燃烧模式下平均指示压力略低于SI模式;然而对于过量空气系数大于1.1的稀燃工况,TJI燃烧模式指示燃油消耗率更低,在过量空气系数1.3时低于570 g/(k W·h),说明其具有更好的燃油经济性。TJI燃烧模式下氮氧化物排放量明显低于SI燃烧模式,过量空气系数1.1时降低约37.2%,并且在过量空气系数大于1.3的极稀燃工况具有相对较低的甲醛CH₂O和碳氢化合物排放。     

直喷汽油机预混和分层稀薄燃烧特性对比研究

以多孔喷油器中间布置的热力学单缸直喷汽油机为平台,研究了预混和分层2种喷雾模式在发动机不同负荷的燃烧与排放特性,以及分层稀薄燃烧对发动机最大指示热效率的影响。研究结果表明:在燃烧循环变动系数(COV)不超过3的情况下,分层稀薄燃烧能够显著提高发动机部分负荷的过量空气系数极限,并且能在增压全负荷稀薄燃烧工况提高发动机的燃烧稳定性。在部分负荷(转速为1 500 r/min,平均指示压力(IMEP)为0.2 MPa)过量空气系数λ从1.0提高到1.5,泵气损失降低了26.30%,在2 000 r/min自然吸气全负荷工况,单缸机的最大指示热效率达到44.25%。提高λ,CO排放降低,NO_x排放先升高后降低,HC排放先降低后升高。     

稀燃条件下主动预燃室式直喷汽油机燃烧和排放特性研究

为明晰不同点火方式对汽油机稀薄燃烧特性的影响规律,在一款排量为0.5 L的研究型单缸机上试验研究了传统火花塞和主动预燃室两种不同点火方式下发动机燃烧及排放特性,探索主动预燃室拓展稀薄燃烧极限的多种影响因素.研究结果表明,稀薄燃烧可有效降低油耗,提高发动机热效率.传统点火线圈的稀燃极限处于过量空气系数1.5附近,最高指示...     

甲醇直喷及高压缩比对点燃式发动机性能的影响

将一台增压直喷米勒循环汽油机改制成高压缩比(13.8)甲醇直喷(MDI)点燃式发动机,在转速为2 750 r/min下研究了甲醇直喷和高压缩比对发动机燃烧、排放及有效热效率(BTE)的影响．结果表明：相同边界条件下,甲醇直喷在中大负荷(平均有效压力(BMEP)≥0.8 MPa)能够提高燃烧速度、缩短燃烧持续期,甲醇直喷由于低压缩温度和高燃料辛烷值,高压缩比下各负荷燃烧均不受爆震限制;甲醇直喷在各负荷下均有利于降低NOx、CO及HC,相同边界条件下甲醇直喷在不同负荷的未燃损失均降低1%以上;甲醇直喷结合高压缩比的最高有效热效率工况点BMEP从原机的1.1 MPa提升到1.5 MPa,当量比燃烧有效热效率从37.4%提升到42.6%,有效热效率提升主要是因为排气损失、传热损失及未燃损失均降低,而进一步提升有效热效率主要受发动机爆发压力极限限制．     

不同喷油压力对汽油压燃中高负荷性能试验研究

基于一台改装后的压缩比为17的压燃式单缸发动机,展开不同喷油压力对汽油压燃燃烧模式发动机燃烧特性、爆震特性、效率特性和排放特性的研究,结果表明随着喷油压力的增加,缸内混合气形成速度加快,混合气着火时刻提前,燃烧持续期缩短,热效率呈现出先增大后略微降低的趋势。喷油压力的增加使得发动机爆震趋势增强,为降低最大压力升高率和爆震强度,采用推迟喷油策略,但高喷油压力下缸内燃烧对喷油时刻变得敏感,易产生较大的平均指示压力循环波动或爆震,燃烧控制难度增加。对不同喷油压力下爆震循环的缸压信号进行分析得出喷油压力对爆震频率无明显影响。喷油压力升高会使得未燃碳氢和CO排放降低,但同时也会使得NO_x排放增加。     

汽油喷射技术Ⅰ-进气管喷射

对汽油进气管喷射技术进行了较为详细的介绍，并分别介绍了电子控制式汽油喷射系统以及中央电子控制式汽油喷射系统的工作原理及工作过程。简要介绍了系统中各部件的工作原理。     

喷射方式对直喷汽油分层燃烧的影响研究

利用快速压缩装置进行了喷射方式对直喷汽油分层燃烧的影响研究。研究结果表明 :在当量比小于 0 .5时 ,快速燃烧期保持相同的数值而与喷射方式无关 ;在当量比大于 0 .5时 ,单点喷射方式比双点喷射方式具有较长的快速燃烧期。双点喷射方式的后燃期随当量比的增加而缩短 ,而单点喷射方式的后燃期随当量比的增加而增长。双点喷射方式的燃烧持续期基本上保持一稳定值而不随当量比的改变而变化 ,单点喷射方式下较长燃烧持续期出现在大当量比区域。双点喷射方式由于燃烧持续期短和放热速率快而呈现高的压力升高值。CO在当量比小于 0 .8时具有很低的数值 ,而在当量比大于 0 .8时因强充量分层则随当量比的增加而急速上升。三种喷射方式下碳氢随当量比的增加而增加。双点喷射和单点喷射的 NOx 的最大值分别出现在 0 .6～0 .7和 0 .3～ 0 .5区域处。在当量比小于 0 .8时 ,CO2 不受喷射方式的影响。燃烧效率在当量比 0 .15～ 0 .90范围内均达到 0 .9以上而基本上不随喷射方式而改变     

柴油机喷油装置及喷油技术的发展动态

喷油装置是柴油机最重要的部件之一。为了满足不同的要求，从它诞生的那一天起到现在就无不时刻在进行着技术变革，每一次技术革新都是柴油机发展史上的一个里程碑。至今喷油装置已具备许多先进功能，如喷油定时可控、喷油速率可控等等。本文主要回顾了喷油装置的过去，概述了喷油装置的现在和喷油技术的发展。     

注入信号频率对注入式定子接地保护的影响

为研究注入信号频率对发电机注入式接地保护测量灵敏度、测量误差方面和保护注入功率的影响,得到注入式定子接地保护外加注入源频率的最佳选择范围,提升注入式定子接地保护的测量精度.通过MATLAB/SIMULINK模块仿真计算分析说明了采用电流判据的局限性,并得出注入信号的最佳选择范围.结果表明:注入信号的最佳选择范围低频区间...     

可视化缸内直喷气体机燃气喷射控制系统设计

通过可视化手段研究缸内混合气的形成,对发动机燃烧和排放的研究有着重要的借鉴意义。本文为一台可视化缸内直喷气体机开发了高压燃气喷射系统,系统包括传感器、上位机软件、下位机喷射控制板及燃气喷射阀等部分。开发了喷射控制板的硬件电路及软件程序,并通过试验对燃气喷射阀的控制进行了优化。在可视化发动机上进行试验研究,研究结果表明开发的系统满足研究需要。     

缸内双直喷系统压燃式发动机燃用甲醇和乙醇的性能比较

在双喷射系统的压燃式发动机中，用一个喷射器喷射乙醇或甲醇作为主要燃料，另一个喷射器喷射作为引燃着火源的柴油，开展了负荷特性下的性能和排放试验。试验结果表明，在相同功率下，燃用乙醇的发动机比燃用甲醇的发动机燃油经济性要好，但其NOx烟度、THC和CO的排放较高。     

确定喷射压力与喷射率的一种新方法

本文建立了一种计算喷射压力(油嘴蓄压腔压力)和喷射率的新方法,主要特点是无需已知喷孔处的流通特性(如流量系数等),而是通过实测的油管两端压力和针阀升程就可以计算出喷射压力和喷射率。为了提高计算精度,在计算中考虑了牵连速度和音速变化等因素的影响,建立了处理残余空泡的计算模型。     

喷油率形状可变的增压式压电共轨喷射系统

柴油机的低排放与经济性是相互矛盾的，为降低制造成本和运行费用，必须进一步采取机内净化措施降低柴油机的原始排放和燃油耗，其中燃油喷射系统依然起着十分重要的作用。Bosch公司正在研制的一种增压式压电共轨喷射系统(APCRS)，不但能以较低的共轨压力获得比一般共轨系统高得多的喷油压力，而且除能进行多次预喷射和后喷射外，还能使主喷射的喷油率形状从矩形变化到斜坡形直至靴形，与柴油机的运转工况达到最佳的匹配，在宽广的发动机特性曲线范围内显示出明显降低排放和燃油耗的潜力。     

多次喷射燃油喷射率精确测量方法研究

Zeuch理论是多次喷射条件下喷油率测量的有效方法,但是当高压燃油喷入测量容腔内时会在测量腔体内部产生高强度的高频激波振荡,该振荡波会干扰压力传感器的测量精度,使后一次燃油喷射的待测压力信号受到干扰,造成信噪比过低、喷油率测量不准。通过研究基于Zeuch理论的喷油率测量腔体和腔体内因高压喷油而产生的激波振荡的规律,采用微穿孔板滤波原理,在测量腔体内增设滤波孔板。基于三维声场仿真对比分析不同孔板结构对7000Hz--9000Hz噪声的降噪效果,获得了带有低通孔板滤波结构的新型喷油率测量腔体,并有效的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。     

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。