快速空气加热器减少汽油机冷起动排放的试验研究

利用汽油机自身的燃油供应系统,建立了高压点火、低压喷射的快速空气加热器(RAH),使用这种加热器对汽油机冷起动过程的排放进行了试验研究.研究表明:RAH能快速加热进气,并且本身排放量较少.在环境温度为-2 ℃时,仅需加热32 s就能使进气温度由9 ℃上升至30 ℃,在发动机起动后还会继续升高.在发动机起动后最初40 s内,经预热的进气可使HC和CO排放分别降低46 %和36.4 %,在同样的时间燃用乙醇汽油,可使HC和CO排放分别降低33.4 %和11.1 %.结果表明RAH为有效的降低汽油机冷起动排放的装置.     

基于循环分析的发动机快速起动瞬态燃烧特性

针对一台进气道喷射式的汽油机搭建了快速起动.停机模拟测试平台.采用基于循环分析的方法,对比了在原车小电机拖动起动和采用模拟ISG(起动/发电～体化)大电机高拖动转速起动时发动机的瞬时转速、循环进气量、点火时刻、残余废气系数、燃烧持续期、排气温度以及瞬态碳氢排放浓度的变化规律.结果表明:在起动的初始阶段,快速起动时循环进气量减少,点火时刻推迟,残余废气系数增加,燃烧持续期变长,排气温度升高;快速起动与原机起动相比,热机状态下燃烧和排放特性的差异较冷机时大;冷机快速起动首循环失火引起碳氢排放浓度增加,热机快速起动碳氢排放浓度剧增并在第5循环达到最大值.     

小型 LPG 发动机匹配三效催化器的起燃特性研究

对小型点燃式电控LPG发动机匹配三效催化器的冷起动过程进行了试验研究,测量了冷起动过程排气管不同位置的排温变化,对比了催化器不同安装位置、不同点火提前角下的起燃特性。通过优化催化器安装位置,调整发动机起动后的怠速转速和点火提前角来改变排气温度,从而使催化器快速起燃,降低了冷起动过程HC和CO的排放。     

吸附还原催化系统降低稀燃汽油机NOx排放试验研究

采用NOx吸附还原催化器和传统的三效催化器组合而形成的新型催化转化系统,在一台改装的产品四气门电控燃油喷射准均质稀燃汽油机上进行了催化技术降低稀燃汽油机NOx排放的试验研究.试验结果表明当t稀t浓=200 s20 s时,仅用NOx吸附还原催化器或三效催化器位于吸附还原催化器之后的催化器布置可以使稀燃汽油机的NOx排放降低到300×10-6左右,降低62.5%,而三效催化器位于吸附还原催化器之前的催化器布置可以大幅降低稀燃汽油机的NOx排放,达到50×10-6左右,降低93%.而且随着t稀t浓绝对时间的减小,稀燃汽油机的NOx排放浓度降低.稀燃汽油机转速和负荷增大,NOx排放浓度增大,NOx催化转化率CNox减小.     

降低汽油机起动及暖机过程中HC排放的探讨

根据实测的催化器入口、出口 HC排放浓度及排气管不同位置的温度 ,结合示功图对电喷汽油机冷起动时 HC排放量在台架上进行了模拟分析 ,将起动过程以节气门突开为界划分为 3个阶段 ,其中HC的主要排放量发生在开始起动到节气门开这一段时间内。通过控制点火提前角使缸内发生不完全燃烧 ,将燃烧延续到排气管内 ,即可降低 HC排放量 ,也有助于加速催化器起燃。     

满足“欧V”排放法规的GW4G15T汽油机试验研究

配有三效催化器的汽油机,排气中的HC排放物70%～80%是在冷起动阶段产生的。为了满足"欧V"排放法规的要求,从降低冷起动阶段产生的HC排放入手,对原发动机的气门重叠角和喷油器进行优化。发动机优化后,冷起动阶段HC排放降低,外特性上动力性、经济性均提高,污染物排放满足"欧V"排放法规的要求。     

满足“欧Ⅴ”排放法规的GW4G15T汽油机试验研究

配有三效催化器的汽油机,排气中的HC排放物70％～80％是在冷起动阶段产生的.为了满足“欧Ⅴ”排放法规的要求,从降低冷起动阶段产生的HC排放入手,对原发动机的气门重叠角和喷油器进行优化.发动机优化后,冷起动阶段HC排放降低,外特性上动力性、经济性均提高,污染物排放满足“欧Ⅴ”排放法规的要求.     

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℃。     

三效催化器起燃特性影响因素的仿真研究

三效催化器在冷起动期间主要靠排气来加热升温,而发动机控制策略对排温影响很大。利用FIRE仿真软件建立了催化器模型,采用仿真和试验相结合的手段对催化器的起燃特性影响因素进行了研究。结果表明：所建模型能够比较准确地模拟冷起动过程中催化器内的温度场和浓度场变化;延迟发动机的点火提前角可以明显提高进入排气管的温度,从而使催化器快速起燃。     

汽油机冷起动过程中的HC排放

本文分析了汽油机冷起动过程HC排放较高的原因失火、燃烧不完全、过渡过程中空燃比不合适、气缸壁面对燃油的吸附、润滑油吸附、后燃.通过采取缸内净化和提高催化转化效率两个方面的措施降低冷起动过程HC的排放.     

进气温度对直喷式柴油机冷起动初始期燃烧和排放的影响

为了研究进气温度对柴油机起动过程燃烧不稳定性和排放的影响规律,利用柴油机起动过程燃烧、排放测控系统,在一台直喷式单缸柴油机上进行了试验。试验结果表明：进气温度对柴油机冷机起动过程初始期燃烧有较大影响,随进气温度的升高,冷机起动着火滞后期明显减小,扩散燃烧增加。提高进气温度能够明显改善着火条件,降低起动过程供油量,减少失火循环,从而明显改善起动过程中的HC排放。     

汽油机进气动态特性建模与仿真研究

从汽油机实际工作过程出发,运用平均值建模方法构建了汽油机进气管内空气动态特性模型,并基于稳态试验数据对模型待定参数进行了辨识。通过引入转速修正项对模型结构进行了修正,特别是对节气门处空气质量流量的饱和非线性特性进行了补偿,解决了原节气门处空气质量流量子模型在较大节气门开度下误差较大的问题。台架试验和计算机仿真对比结果显示,在稳态工况下,进气压力模型仿真与实测值的最大相对误差不超过±2%,在节气门阶跃的瞬态工况下,最大误差不超过±3%。相关模型可直接用于基于模型的进气口空气流量预测、空燃比控制器设计,也可作为汽油机模型的一部分,为空燃比控制策略软硬件在环仿真提供条件。     

LPG点燃式发动机冷起动首循环进气富氧试验研究

基于循环控制,详细研究了LPG点燃式发动机冷起动首循环进气富氧的燃烧及排放特性。试验在一台电控LPG进气喷射单缸风冷四冲程125 mL发动机上进行,采用膜式富氧方法实现富氧进气燃烧。研究表明:当过量空气系数大于0．7时,富氧进气燃烧缸压峰值与空气相比增加不显著,此后随混合气加浓,富氧进气燃烧缸压峰值开始明显大于常规空气进气燃烧;过量空气系数在0．4～0．876时,富氧进气燃烧与常规空气进气燃烧相比,HC排放没有较大降低,在此范围之外,富氧显著降低HC排放;过量空气系数在0．4～0．7,富氧与空气相比CO显著降低;富氧进气燃烧,使得首循环NO排放大幅增加;计算放热率发现,富氧燃烧速度比常规空气进气燃烧更快,放热更集中。     

柴油机起动电机低温起动特性优化匹配

基于柴油机低温起动条件,通过对影响起动电机低温起动的主要特性(起动功率、起动转矩和转速)进行优化分析,实现了起动电机和柴油机合理匹配;利用径向基神经网络(RBFNN)和遗传算法(GA)融合理论,预测出满足低温起动的起动电机合理的结构参数;在环境温度-25℃下,进行了柴油机低温起动试验,对电动机的起动电压、起动电流、起动转矩及起动转速等性能参数进行了测试.结果表明:进行柴油机低温起动时,优化后的起动电机最大起动功率为2.58KW,比原机增加了18.3%;平均拖动转矩为105 N·m,比原机增加了7.1%;拖动柴油机的平均转速为225 r/min,比原机提高了16%;保证了低温工况柴油机快速、可靠地起动.     

Effect of air injection on the characteristics of transient response in a turbocharged diesel engine

An experimental study was performed to investigate the improvement of transient characteristics of a turbocharged diesel engine under the conditions of low speed and fast acceleration with the load. In this study, the experiment for improving the low speed torque and acceleration performance is performed by means of injecting air into the intake manifold during the period of low speed and application of a fast acceleration. The effects of air injection into the intake manifold on the response performance are investigated at various thermodynamic parameters such as air injection pressure, air injection period, accelerating rate, accelerating time, engine speed and load. The experimental results show that air injection into the intake manifold at compressor exit is closely related to the improvement of low speed and acceleration performance of a turbocharged diesel engine. During the rapid acceleration period, the air injection into the intake manifold of turbocharged diesel engine indicates the improvement of the combustion characteristics and gas pressure in the cylinder. At low speed range of the engine, the effect of air injection shows the improvement of the pressure distribution of turbocharger and combustion pressure during the period of gas exchange pressure.     

发动机可变进气门相位的确定及优化

理想的可变配气相位机构需要灵活的调节进排气门开闭的时间，同时调节行程的大小，对进气量、进气流速、残余废气系数进行控制，最终改善燃烧过程，提高发动机综合性能。而发动机进气门处压力对发动机充气效率有决定性的影响，它与气缸内的压力、进气门流通面积共同决定了发动机的充气效率。笔者对进气门处压力进行了计算分析．对可变进气门相位进行了确定及优化。     

直喷式柴油机起动过程燃烧分析

为了快速、定性分析柴油机起动过程中的燃烧状态,在直喷式柴油机上进行冷机与热机起动过程实验,提出用瞬时转速和示功图对柴油机起动进行燃烧分析的方法．实验结果表明,冷机起动过程中有失火现象,用瞬时转速可以判断着火首循环和失火循环．根据示功图形状及燃烧状态,定义了4种燃烧状态以及相对应的4种典型示功图形式,将起动过程划分为4个阶段．热机起动初始期和过渡期很短,而冷机起动有明显的4个阶段．不完全燃烧或失火是柴油机起动过程、燃烧过程控制优化的重点,多出现在起动初始期和过渡期．     

火花点火天然气发动机起动阶段HC排放特性研究

为降低天然气发动机起动阶段的HC排放,在一台6缸火花点火天然气发动机上进行了起动试验研究。控制起动阶段的喷射脉宽和点火提前角,采集起动后1min内的转速和排放数据。试验结果表明:在一定范围内,HC排放随喷射脉宽和点火提前角的增加而增加。为保证顺利起动并有较低的HC排放,起动初始阶段应采用较大的喷射脉宽和较大的点火提前角,而转速稳定后采用逐渐减小的喷射脉宽和点火提前角。     

汽油机排放性能连续测量研究

使用AVL4000型五气分析仪连续测量了492QBW车用汽油机在多种稳定工况和启动工况下排气中有害成分CO，HC和NO的量。稳定工况试验结果表明：汽油机的转速和负荷都对CO，HC，NO排放产生影响，负荷变化对排放浓度变化的影响大于转速变化带来的影响；同时工况稳定情况下连续测量的一段时间内，各排气成分会产生一定波动，尤其是HC排放波动最大。冷启动、热启动试验结果显示，在启动过程中汽油机的CO和HC排放较高，尤其是冷启动时CO和HC排放出现峰值。