定容式直喷汽油机喷雾特性的研究

对汽油机喷雾特性进行分析,介绍了常用的发动机三维数值CFD模拟软件;选定了燃油喷雾一次雾化分析、二次雾化、雾化蒸发和油滴碰撞4种分析模型;设置了网格体积、数量、时间步长和总步长等喷雾基础模拟数据。结果表明:在发动机气缸充量系数高的情况下,燃油油滴体积的破碎速度更快;能够形成可燃混合气的稀薄燃烧和油滴粒子体积质量更为良好的分层当量比可燃混合气。     

混合燃料发动机性能的实验研究

测量并分析了由生物燃料、自来水和市售的93#汽油组成的2种配比的混合燃料发动机的燃料经济性能、动力性能、怠速时的排放性能. 结果表明:与燃烧93#汽油相比,发动机燃烧混合燃料时,怠速时的HC和CO排放显著下降;混合燃料发动机的燃油消耗率在全负荷且转速小于2500r/min的运转条件下降低,在全负荷且转速大于2500r/min的运转条件下升高;在全负荷运转条件下混合燃料发动机的最大转矩下降约6%、最大功率下降约7%,并且发动机的转矩随转速的增加而迅速降低.     

涡流比对柴油发动机排放影响的三维数值模拟

为了研究缸内涡流运动对柴油发动机排放的影响和确定减小原发动机排放的措施,采用AVLFire进行三维建模,对缸内涡流运动在进气门关闭以后的流场进行模拟研究.通过对不同涡流比对应工况下的缸内混合气浓度场分布、燃烧放热规律以及缸内温度变化进行分析研究,确定了发动机排放随涡流强度的变化规律.研究表明,发动机喷雾油束受涡流强度影...     

脉冲爆震发动机头部雾化、掺混实验研究

脉冲爆震发动机（PDE）内燃烧时间不足0．001s，对燃油和空气的混合提出了很高的要求。本实验采用基于激光散射理论的激光喷雾粒度分析仪，对不同工作条件下脉冲爆震发动机头部雾化、掺混进行了测量、研究，得到了不同状态下粒径大小和颗粒尺寸分布特性。证实了现有喷雾装置的优越性，并且为进一步雾化优化提供了方向。     

LPG发动机缸内直喷、雾化过程仿真分析

燃料的喷射、雾化是发动机燃烧的重要过程,它们最终要影响到发动机经济性能和排放性能.对于汽油机和柴油机,目前国内外已经进行了大量研究,而针对LPG直喷发动机的研究还不多.为此,依据LPG沸点低的特点,在FIRE8.42软件平台下采用瞬时蒸发模型对LPG缸内直接喷射发动机喷射、雾化过程进行仿真,得到LPG缸内直接喷射的油滴尺寸、温度以及油滴的贯穿距等参数的特性.     

一种新型的电控燃油喷射技术分析

发动机缸内直喷技术,对汽车动力性和燃油经济性及排放有着重要的应用价值。通过分析发动机缸内直喷技术的产生和发展,以及在当下研究中存在的问题,提出了一种基于定容式燃烧的新型电控燃油多段缸内直喷技术。主要进行融合了高的充量浓度的燃油喷射及喷雾宏观形态区别的试验研究和相关机理分析,使得燃油经济性和排放性能达到最优组合。     

进气混氢对汽油机性能的影响

进行了汽油机在怠速和2000r/min条件下的混氢实验,通过对比原机和混氢之后的缸压、排放和油耗,发现氢气的混入可以显著改善缸内燃烧,提高做功能力,对怠速时的排放也有所改善,2000r/min时混氢会使NO_x排放升高.混氢对燃烧的改善使燃油消耗率下降,起到了节油的作用.     

汽油机缸内富氧燃烧的试验研究

富氧燃烧是一种可以实现节约能源和降低污染物排放的内燃机燃烧技术.通过汽油发动机在同一工况工作时,使进气中氧体积分数分别为20.7％、23.2％和25.4％,实现富氧燃烧.研究不同的进气氧体积分数对汽油发动机的燃烧特性和排放特性的影响.研究结果表明：进气氧体积分数增加,发动机缸内压力和燃烧放热率升高,最高燃烧压力相位提前,降低循环波动,发动机燃烧工作稳定;同时减少THC和CO的排放,但NOx的排放量增大.     

电控稀燃CNG发动机标定试验研究

文章对某型号柴油机进行了CNG发动机系统改进设计,其主要包括控制系统EMS、燃烧系统、高能点火系统、燃料供应系统等。同时对稀薄燃烧、增压中冷发动机做了ECU I/O标定、怠速标定、冷启动标定、对电控系统进行全工况内点火提前角的标定、内空燃比的标定、发动机增压压力标定。最后对标定的发动机进行性能试验。试验结果表明：动力性、经济性和排放性指标均达到设计要求。     

喷油参数对电控柴油机性能影响的仿真研究

利用发动机仿真软件,对1台电控共轨式柴油机的燃烧过程进行数值仿真,研究了喷油压力、喷油提前角等喷油参数对燃烧生成的NOx(氮氧化物)和碳烟的影响.结果表明:喷油压力和喷油提前角影响燃油的雾化质量和油气混合质量,进而影响燃烧过程和排放物的生成.该仿真计算对优化柴油机喷油参数、改善燃烧过程和降低排放具有指导意义.     

改善混氢汽油机怠速经济性的试验研究

为提高汽油机怠速时的经济性,在一台加装了电控氢气喷射系统的四缸汽油机上针对进气混氢体积分数、停缸、稀燃及降低怠速转速对汽油机怠速燃料能量消耗量的影响进行试验研究.试验中,通过停止发动机指定气缸的燃料供给实现停缸运行.结果表明,加大进气混氢体积分数、停缸及降低怠速转速均可有效提高汽油机怠速时的经济性.其中进气混氢结合停缸的方式最利于减少汽油机怠速时的燃料能量消耗量.在2缸停止燃烧、做功且进气混氢体积分数为6.63%的条件下,发动机怠速能量消耗量较原机降低约40.07%.但由于加大混合气过量空气系数后缸内燃料燃烧持续期延长,因此在怠速阶段采用稀燃方式并不能明显降低混氢汽油机的怠速燃料能量消耗量。     

气口喷射DMM/柴油混合燃料实现HCCI燃烧

为了促进缸内均匀混合气的形成,将不同比例的DMM/柴油混合燃料通过气口喷射,在单缸发动机上实现了具有超低排放特征的HCCI燃烧方式,考察了混合燃料中DMM的比例、冷却EGR率对HCCI燃烧的转速和负荷范围的影响,以及负荷、冷却EGR率和进气温度对HCCI燃烧的影响.研究表明,由于DMM/柴油混合燃料显著改善了燃料的雾化特性,因此混合燃料能够在较宽的转速和负荷范围内实现HCCI燃烧.此外,由于混合燃料含有很高比例的氧份,因此容许采用较大比例的废气再循环,并且因为冷却的废气再循环推迟了HCCI的着火时刻.通过燃料改性结合外部废气再循环在较大范围内实现了HCCI燃烧.     

两级增压流通特性对柴油机高密度-低温燃烧过程的影响机制的基础研究与进展

以高密度-低温燃烧理论体系为基础,针对两级增压柴油机流通特性对气路系统相关参数、混合历程、燃烧反应和排放生成的影响机理等基础科学问题进行研究,提出合理组织缸内高密度充量在时间与空间的不均匀分布状态,以及柴油的雾化和分布特性是改善柴油机燃烧特性与排放特性的关键,而协调超高增压技术与喷油策略、可变气门技术、EGR技术的耦合关系是重型柴油机在全工况范围内实现高效清洁燃烧的技术路线。     

基于超声雾化的柴油/汽油混合燃料液滴群燃烧特性

利用超声雾化多液滴制备系统,制成了柴油/汽油混合燃料多液滴群,其中液滴直径、液滴浓度、液滴速度等参数均可独立调节,以模拟内燃机缸内喷雾的实际流动及其与空气的混合状态。将该多液滴群引入可控活化热氛围燃烧器中,并对其稳定燃烧后的燃烧特性进行了研究。结果表明:改变混合燃料掺混比、燃料进给速度、空气流量等参数后,多液滴群自燃火焰形状随之发生显著改变,随着燃料中柴油所占比例的增大,火焰起升高度增加,火焰宽度减小;燃料进给速度和空气流量的改变,影响了混合燃料的燃空当量比及中央射流出口速度,进而影响到燃料的燃烧特性。     

乙醇燃料内燃机均质压燃的工作区域

在一台由CA6110柴油机改造的单缸HCCI发动机上进行了乙醇燃料的HCCI工作区域的试验研究。确定了由平均指示压力pm i和转速n表示的HCCI工作区域,分析了工作区域内的指示热效率和排放性能。结果表明:HCCI燃烧有较高的指示热效率,最高可达60%;指示热效率主要受负荷的影响,转速对其几乎没有影响。HCCI燃烧只产生很少的NOx,最大NOx指示比排放只有1 g/kWh;而HC和CO排放都比较高,最低的HC和CO排放约为5 g/kWh,而且对负荷非常敏感。     

不同辛烷值汽油对增压直喷汽油机影响的研究

通过台架试验,在涡轮增压缸内直喷（T—GDI）汽油机上研究辛烷值对车用汽油机动力性、经济性和排放的影响。试验结果表明：高辛烷值汽油能够提高汽油机的动力性,97号汽油在2000r／min时的外特性指示平均有效压力相对于95号汽油升幅达4．07％;在试验工况下,燃用高辛烷值汽油能够改善发动机的燃油经济性,中等负荷时油耗率降幅较大,而低负荷和高负荷时油耗率的降幅都较小,转速为2000r／min,制动平均有效压力为0．9MPa时油耗率最大降幅达2：8％;燃用高辛烷值汽油对降低THC、CO和NOx排放不利,97号汽油与95号汽油相比,大负荷时CO和THC的排放明显增加,NOx排放受转速和负荷共同影响,97号汽油与95号汽油相比,中高转速时随着负荷的增大,NOx的排放明显增加。     

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。     

Investigation of the combustion deterioration of an automotive diesel engine under transient operation

With increasingly stringent emission regulations and demand for fuel economy by the public,the combustion and emission problems of automotive diesel engines during transient operation have become vital and urgent issues.In this study,combustion deterioration has been experimentally analyzed using a heavy-duty turbocharged diesel engine running under transient conditions(constant speed and increasing torque).Optimization of the transient combustion process was performed by adjusting the fuel injection parameters.The results indicated that the notable combustion deterioration relative to steady state operation while transient was a function of the delay in the air-supply to the turbocharged engine,and took the form of combustion phasing delay,resulting in rapidly increasing smoke emission and fuel consumption.However,the delay in combustion phasing can be controlled by advancing the fuel injection timing,effectively increasing thermal efficiency.Unfortunately,smoke and NO x emissions increased at the same time.The deterioration in combustion phasing can also be improved by increasing injection pressure,resulting in decreased smoke emission while NO x emission increased.It is worth noting that the effective thermal efficiency first increased and then decreased as fuel injection pressure increased during transient operation.     

Spray Characteristics of Air-Assisted Injector Under Different Ambient Pressures

Spray atomization of liquid fuel plays an important role in droplet evaporation, combustible mixture formation and subsequent combustion process. Well-atomized liquid spray contributes to high fuel efficiency and low pollutant emissions. Gasoline direct injection(GDI) has been recognized as one of the most effective ways to improve fuel atomization. As a special direct injection method, the air-assisted direct injection utilizes high-speed flow of high-pressure air at the injector exit to assist liquid fuel injection and promote spray atomization at a low injection pressure. This injection method has excellent application potential and advantages for high performance and lightweight engines. In this study, the hollow cone spray emerging from an air-assisted injector was studied in a constant volume chamber with the ambient pressures ranging from 5 kPa to 300 kPa. External macro characteristics of spray were obtained using high speed backlit imaging. Phase Doppler particle analyzer(PDPA) was utilized to study the microcosmic spray characteristics. The results show that under the flash boiling condition, the spray will generate a strong flash boiling point which causes the cone shape spray to expand both inwards and outwards. The axisymmetric inward expansion would converge together and form a lathy aggregation area below the nozzle and the axisymmetric outward expansion greatly increases the spray width. The sauter mean diameter (SMD) of flash boiling condition can be reduced to 5 μm compared to the level close to 10 μm in the non-flash boiling condition.