乙醇混氢发动机怠速性能的试验

利用进气混氢来改善乙醇发动机的怠速性能.试验在加装了电控氢气喷射系统的4缸点燃式内燃机上进行,在怠速条件下,逐渐增加氢气的喷射脉宽,研究混氢对乙醇发动机怠速性能的影响.在各种混氢分数下,减小乙醇喷射脉宽,使混氢前后的混合气始终保持在理论过量空气系数附近.结果表明,随混氢分数的增加,发动机热效率提高,燃料燃烧速度加快,循环变动降低,混氢后发动机HC排放降低但NOx略有升高,CO随混氢分数的增加先降低而后又有所升高.进气混氢有利于降低乙醇发动机的乙醛排放,当混氢能量分数由0%提高至13.84%时,乙醛排放降低约37.4%.     

汽油机燃烧沉积物对发动机性能影响的研究

本介绍了作在一台４９２Ｑ型汽油机上进行燃烧沉积物对发动机性能影响的研究结果，发现燃烧沉积物导致发动机压缩比提高，废气排放中ＮＯｘ、ＨＣ排放增多并导致发动机充气效率下降，此外还分析了燃烧沉积物影响发动机性能的主要原因。     

混氢对怠速工况发动机循环变动和排放的影响

针对汽油机怠速时循环变动大、排放高的问题,在一台加装了电控氢气喷射系统的1.6L汽油机上就混氢对发动机怠速性能的影响进行了试验研究。在怠速条件下,通过自主开发的电子控制单元调整氢气与汽油的喷射脉宽,使进气中混氢体积分数从0%逐渐增加至6.52%,同时减少汽油的喷射脉宽,以保证混氢后发动机仍工作在理论过量空气系数条件下。试验结果表明,混氢后发动机火焰发展期和快速传播期缩短;平均指示有效压力的循环变动系数由原机的9.97%减少至混氢体积分数为6.52%时的4.93%。NOx排放随混氢分数增加而减少;在混氢体积分数小于4.88%时,HC与CO随混氢比的增加而减少,但当混氢分数大于4.88%时,HC与CO排放再次升高。     

汽油机高原燃烧和排放性能的试验研究

对伊兰特1.6 L汽油机燃烧和排放性能在北京(海拔52 m)和在西宁(海拔2 261 m)进行了对比试验,与北京相比,西宁汽油机的指示平均压力下降39.5％,平均燃油消耗率上升18.95％,CO的平均排放量上升16.8倍.HC的平均排放下降7.7倍,NOx的平均排放量下降44.2％.     

氢内燃机缸内燃烧特性

介绍了氢内燃机试验分析系统,对比和分析了不同工况下的氢内燃机缸内燃烧特性,总结了不同运行参数下氢内燃机的燃烧特点.试验结果表明:由于燃烧速度较高,氢内燃机可以在上止点或上止点后点火,此时指示效率下降并不明显.在中低转速时,氢内燃机可以适应不同转速,能够及时燃烧.油门开度对氢内燃机的影响很大,小油门开度时残余废气多,氢气的浓度降低,使氢气燃烧速度受到影响,指示热效率降低,循环变动增加.     

辛烷值对汽油机性能的影响

在国-Ⅲ和国-Ⅳ汽油机上研究了辛烷值时汽油机动力性、燃油经济性、排放性能和燃烧特性的影响.试验结果表明:过高辛烷值会降低燃油经济性,尤其在中低负荷,97号汽油的有效燃油消耗率相对90号汽油最大升幅迭6.5%;提高辛烷值使带爆震控制系统的国-Ⅳ汽油机动力性得到改善,97号汽油的输出扭矩相对于90号汽油最大升幅达4.6%,但对未带爆震控制系统的国-Ⅲ汽油机动力输出无明显变化;而且高辛烷值会增加THC排放.通过示功图分析表明,高辛烷值汽油会抑制燃烧速率,使燃烧等容度降低,造成油耗和THC排放升高.     

添加剂对汽油机油耗及排放影响的试验研究

针对汽油机热效率较低的问题,将两种汽油添加剂M1、M2分别以体积分数1‰和2‰添加到汽油中,在发动机试验台架上考察了两种添加剂对发动机油耗率、缸压、瞬时已燃燃料质量分数(MFB)和排放的影响.试验结果表明:加入添加剂后发动机平均油耗率比原机有所降低,加入1‰体积分数M1后发动机平均节油率达到3.41%.添加剂M1的节油效果比M2明显,但当添加量大于2‰时,发动机在高负荷出现爆震.加入该添加剂后发动机缸压峰值升高,缸压和MFB峰值所对应的发动机曲轴转角提前.同时,加入两种添加剂能够改善发动机在中低负荷阶段的HC、CO排放,但NOx排放比原机有所增加.     

汽油机燃烧沉积物的形成及其对发动机排放特性的影响

汽油机燃烧沉积的累积，改变压缩比和传热，影响发动机性能。本介绍了作利用称重量法，在１６５Ｆ汽油机上进行燃烧沉积物积过程研究的实验结果，并探索了影响燃烧沉积物形成的几项因素，同时，在４９２Ｑ型汽油机上，进行了燃烧沉积物对发动机性能影响的影响实验研究。本研究结果可以为汽油机设计，使用及维修人员，汽油，机油等油料炼制工作提供科学依据。     

停缸对混氢汽油机怠速燃烧过程的影响

通过一套自主开发的电控单元调整氢气和汽油的喷射脉宽,使氢气占进气的体积分数(φH2)由0%逐渐增加至6.5%左右,同时减少汽油的喷射脉宽,使工作缸中混合气的过量空气系数始终保持在1.0附近.通过该电控单元还可以切断指定气缸的氢气与汽油供给,从而实现停缸控制.试验结果表明,φH2相同时,停缸后发动机充气效率提高,火焰发展...     

甲醇-汽油混合燃料对汽油机性能影响的试验研究

在一台多点电喷汽油机上,开展了燃用不同掺混比的甲醇-汽油混合燃料时发动机的经济性、排放特性研究。结果表明:电喷汽油机燃用低掺混比甲醇-汽油(小于30%)时,随着甲醇掺混比的增加,经济性有所改善,有效热效率明显提高;CO的排放有明显改善,中低负荷时HC排放有所改善,高负荷时HC排放增加,NOx排放相当,而怠速工况时,排放特性变差。     

氢内燃机NOx排放特性的试验研究

以一台2.0L氢内燃机为测试对象,对其排放及燃烧特性进行了试验研究,探讨了NOx随当量比Φ点火提前角的变化关系.试验结果表明:在Φ=0.88时,NOx生成量达到最大;在Φ<0.88时,NOx的生成量随Φ的增加而增加;在0.88<Φ<1.2时,NOx生成量随Φ的增加急剧减少;当混合气比较稀薄时,点火提前角对NOx的贡献率相对较小.研究结果可用于氢内燃机稀薄燃烧技术的开发,可有效降低氢内燃机NOx排放.     

掺氢比对天然气发动机燃烧放热影响的研究

为分析掺氢燃烧对天然气发动机的影响,给出3种不同的计算燃烧质量比曲线的R-W方法,由 Wiebe 函数模拟燃烧过程.采用这3种方法根据模拟压力计算出的燃烧质量比曲线和输入的 Wiebe 曲线相比,选取精度最高的方法对不同掺氢比的天然气发动机燃烧放热过程进行分析.研究结果表明:RW-3方法精度最高,随着掺氢比的增加,燃烧速度加快,燃烧过程明显缩短.     

M15甲醇汽油对发动机排放的影响

以上海大众汽车厂生产的AFJ型汽油机和桑塔纳3000型轿车为试验平台,通过发动机台架试验和整车道路耐久试验,研究了使用M15甲醇汽油燃料对发动机和整车排放特性的影响.试验结果表明:M15甲醇汽油可显著降低HC、CO排放量,而且不同配方的M15甲醇汽油对排放的影响也略有差异;M15甲醇汽油会加剧尾气三元催化系统的老化程度.     

纯氢和天然气掺氢燃料发动机的试验研究

在某点燃式发动机上,试验研究了纯氢和不同比例天然气掺氢的燃烧与排放特性。结果表明：纯氢燃料燃烧快,燃烧持续期短,缸压和放热率升高率大且峰值较高,λ=1．1时,峰值压力为3．9MPa,燃烧持续期为12℃A。氢燃料的稀燃界限宽,过量空气系数λ=3时,峰值压力降低到1．7MPa,NOx排放趋于零。天然气掺氢可以改善天然气燃烧特性,拓展天然气的稀燃极限。在相同工况下,掺氢30％的混合气燃烧持续期比天然气缩短20℃A,但缸压峰值和NOx排放增加,这可以通过稀燃和优化点火提前角来降低峰值压力和NOx排放。掺氢30％的混合气可以在λ=1．857时稳定的工作,此时峰值压力降低到1．57MPa,NOx的排放小于50×10^-6。     

排气歧管形式和加工工艺对汽油机性能影响的研究

通过对某1.5L排量4缸汽油机排气歧管进行设计形式及加工工艺的改进,将原4-1式排气歧管改为类4-2-1式,加工工艺从铸造改为采用弯管式冲压焊接。ANSYS FLUENT计算结果表明:新设计排气歧管流速均匀系数达到0.910～0.935。GT-POWER性能模拟及发动机性能试验发现:新设计排气歧管对汽油机的扭矩特性,尤其是对驾驶性能尤为重要的低速扭矩区域改善明显,低速扭矩最高可提高5%,排气歧管质量减轻约40%。     

车用M85甲醇烃类燃料的发动机性能试验研究

本文介绍了一种醇烃燃料的制备方法,并对该醇烃燃料的排放特性、速度特性和负荷特性进行了试验研究,探讨了内燃机燃烧该醇烃燃料和92#汽油在动力性、经济性和尾气排放三个方面的差异。研究结果表明,和92#汽油相比,该醇烃燃料的最大输出功率略有增加：耗油率增加了5.5% ~ 6.0%,尾气中CO含量下降了95% ~ 96.3%、HC含量上升了24% ~ 27%。因此,从较低成本、CO含量降低等角度分析,该醇烃燃料可以部分或完全替代汽油。     

应用高速纹影法对汽油机燃烧过程的研究

根据光学纹影法的基本原理和高速摄影技术,在可视化发动机台架上搭建了一套反射式纹影光路系统,使其能够较清晰准确地记录燃料初期蓝焰的扩散过程。通过对比,纹影图像比直接摄影图像能更早地观察到火焰的产生,火焰轮廓更大,能够反应火焰的变化形态。试验将此系统应用在汽油机燃烧过程的研究中,并分析了空燃比和负荷时汽油机火焰传播速度及火焰形态的影响。结果表明:在理论空燃比附近,随着混合气变浓,着火始点靠前,火焰传播速度加快,火焰的表面皱折变大;负荷的提高使得燃烧更加充分,着火提前,火焰传播速度提高,火焰皱折增大。     

丙酮-丁醇-乙醇(ABE)/汽油混合燃料对高速发动机性能影响的试验研究

以发动机4000r/min、节气门开度35%为试验工况,对纯汽油及不同掺混体积分数丙酮-丁醇-乙醇(acetone-butanol-ethanol,ABE)与汽油混合物开展了不同点火提前角和喷油量的试验研究。分析了不同ABE混合比、点火提前角和过量空气系数对发动机性能的影响,并对每种燃料发动机最大功率工况的性能参数进行了比较。结果表明：点火提前角和过量空气系数相同时,混合燃料中ABE含量越高,燃油流量越大,发动机功率越大,有效热效率越高;燃油流量的总热量增大和热-功转换效率提高是促使发动机功率增大的主要原因;随ABE掺混比增加,NO比排放明显降低,CO比排放略有增加,碳氢化合物比排放先增后减。浓混合气工况增加ABE含量比在当量空燃比状态下增加ABE含量,发动机的有效热效率增大更明显,发动机的NO比排放降低更加明显。研究表明高速汽油机掺混ABE燃料具有较好的应用前景。     

提升乘用车汽油机燃烧系统性能的研究

应用稳态CFD数值分析和气道稳流试验方法对某乘用车汽油机的原气道和改进气道进行了分析。计算和试验均表明:改进的进气道比原进气道流量系数降低14%,但滚流比提高56%;改进的排气道流量系数比原排气道提高10%。燃烧室也进行了减小最远火焰传播距离和降低面容比的改进。基于改进前后的燃烧系统进行了进气和压缩两冲程的瞬态CFD分析,结果表明:改进后的燃烧系统在缸内能形成更规则的大尺度漩涡,而且缸内瞬态滚流比更高,湍动能也高于原燃烧系统。最后通过试验进行了验证,结果表明:在外特性上,改进燃烧系统的点火提前角比原燃烧系统在中低速提前3～5°CA,高速时基本一致。改进燃烧系统的中低速扭矩比原燃烧系统提高4%～10%,部分负荷燃油消耗率降低5%～9%,高速时两者差别不大。