柴油机用预热器进行低温起动的研究

柴油机的工作是靠压燃,因此低温起动要比汽油机困难。对此,至今虽发明了许多种冷起动辅助装置,但它们都不够完善,故希望要进一步改进。为此,日立研制一种低温起动预热器,其所用的燃料是与发动机用的相同,起动之前燃料进入进气歧管燃烧,以预热空气使发动机容易着火。本文介绍日立预热器的结构、特性及冷起动效果。     

甲醇汽油双燃料系统汽车

本文从实用角度对点燃式汽车发动机燃用不同比例甲醇(M_x),直至纯甲醇(M_(100))进行了多方案的试验研究。根据我国目前供油网现状是及各地甲醇供应情况的不同,汽车司机一般都具有一定调整、维修的知识和技能。双燃料系统既可避免混溶、冷起动、热汽阻、加速性不灵敏等难题,又可节省改造加油站需要的庞大经费开支和助溶剂成本。因此我们的结论是:在石油燃料向醇类燃料过渡时期,以双燃料系统为基本形式来改进汽车对醇类燃料的适应性为最佳方案。     

柴油机冷起动预热技术研究

冷起动性能是衡量柴油机的技术水平的重要指标,同时也是决定柴油机使用范围的主要因素之一.从结构、原理及使用等方面探讨了低温进气预热和低温发动机预热两种应用技术,对于发动机在低温条件下的顺利起动具有重要意义.     

低压空气辅助喷射甲醇发动机冷起动试验研究北大核心CSCD

针对甲醇发动机难以形成浓度合适的混合气而造成冷起动困难的问题,以一台应用自主开发的进气道低压空气辅助喷射系统(air assisted port injection,AAPI)的单缸甲醇发动机为研究对象开展试验研究,探究不采用辅助措施通过AAPI喷射实现甲醇高雾化对甲醇发动机冷起动的影响及规律。试验表明AAPI明显加快了甲醇发动机冷起动前可燃混合气的形成速率。AAPI甲醇发动机着火前过量空气系数λ的平均变化率值和峰值变化率分别是普通喷射方式的3.2倍和2.26倍。点火时刻对AAPI甲醇发动机冷起动影响较大,为使AAPI甲醇发动机的冷起动性能最优,需配合合适的点火时刻,试验条件下最佳点火时刻为活塞压缩上止点前20°。AAPI甲醇发动机的冷起动性能受环境温度影响较大,随着环境温度的降低,甲醇发动机冷起动时间增长;不采用辅助措施,AAPI甲醇发动机在5℃时能实现可靠冷起动。     

点燃式发动机燃用不同燃料的冷起动着火特性

基于循环控制策略,在一台125 mL单缸四行程电控喷射点燃式发动机上,分别燃用汽油、LPG和甲醇3种燃料进行了冷起动瞬态工况着火特性的试验研究.在只喷射一次燃料的情况下,确保汽油、LPG和甲醇发动机可靠起动时,研究循环喷射量和环境温度的影响.试验结果表明,循环喷射量对汽油和LPG发动机可靠起动影响显著,合适的循环喷射量即可保证汽油和LPG发动机可靠起动;环境温度对甲醇发动机可靠起动影响最显著,循环喷射量次之,环境温度低于16 ℃时,不采取辅助起动措施,低喷射压力下喷多少燃料都不能使甲醇发动机起动;同一喷射时刻,汽油和LPG发动机可实现"即喷即着"的理想着火,甲醇发动机要比汽油和LPG发动机晚一个循环着火.     

汽油醇混合燃料发动机冷起动排放特性研究

随着国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不同环境温度下醇类汽油混合燃料对冷机起动及其后怠速暖机过程排放特性的研究.研究中设计了一种新颖的排放采样系统,测量了冷起动和暖机过程的HC和CO排放.甲醇汽油与乙醇汽油混合燃料排放对比发现:甲醇汽油具有更加优良的冷起动排放性能.分别在环境温度为5℃、15℃和25℃时进行了甲醇汽油对冷机起动及怠速暖机过程排放特性影响的研究.研究表明:在相同的环境温度下,HC和CO排放随着试验燃油中甲醇添加比例的增加明显降低;甲醇汽油对发动机冷机起动及暖机阶段HC和CO排放的改善在温度较低时表现的更为明显,环境温度为5℃,发动机燃用M30时,HC排放可降低40%,CO可降低70%.     

甲醇燃料在点燃式发动机上的应用研究

本文分析了中国的能源形势及甲醇发动机的优势和存在的问题,制定了甲醇发动机技术路线和方案,通过对甲醇燃料喷射系统、点火系统、燃烧系统等系统进行设计和改进,对进气、喷油、点火、可变气门正时(VVT)、废气再循环(EGR)等参数进行了优化标定,开发了甲醇发动机,结果显示:甲醇发动机的有效热效率可以达到39%以上,动力性优于原汽油机,搭载M85甲醇发动机的甲醇汽车可以在-25℃3 s内顺利冷起动,M85甲醇汽车可以达到GB/T 18352.5—2013《轻型汽车排放污染物限值及测量方法(国V)》的排放标准,并且比标准限值低40%~50%。     

甲醇增程式发动机起动燃料切换控制策略对PM、PN排放的影响

甲醇燃料是一种绿色、低碳、清洁能源.在自主研发的甲醇增程式发动机(低温起动时采用汽油作为燃料)上进行了 GB17691-2018重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)中规定的WHTC排放试验循环测试,通过试验研究起动燃料切换控制策略对PM、PN排放的影响.结果表明:合理的燃料切换,有助于抑制污染物中颗粒物的...     

极寒条件下含氧燃料对柴油机冷起动特性的影响

针对柴油机存在低温冷起动困难甚至无法起动的问题,基于起动/发电机集成一体化技术柴油机,在高原低温发动机冷起动试验舱,研究-50号柴油A0(氧质量分数为0%)、A1(氧质量分数为2.05%)和A2(氧质量分数为4.40%)燃料在-43℃下对柴油机冷起动过程的影响和燃烧特性分析．结果表明：相比A0纯柴油,燃用A1、A2含氧燃料起动时间分别缩短了36.64%和42.71%;起动累计油量分别降低47.8%和60.6%;怠速运行前60 s内转速波动率分别降低25.3%和43.8%．燃用燃料氧质量分数越高,起动燃烧首循环的缸内压力、燃烧放热率、缸内燃烧温度和缸内压力升高率峰值越高,且燃烧重心前移,燃烧持续期越短;起动转速上升过程循环数越少,平均最大缸内压力越大,起动过程燃烧稳定性越好．     

基于首次着火循环的低温冷起动特性

从发动机首次着火循环的单一循环特性分析入手,研究了以液化石油气(LPG)为燃料的电控喷射小型点燃式发动机低温冷起动首次着火循环的燃烧情况.当环境温度从-9~4℃变化时,对不同过量空气系数对冷起动的首次着火循环的影响进行分析,结果表明环境温度对冷起动首循环的HC排放有很大影响,而对着火或起动瞬态转速影响不大;过量空气系数直接影响发动机冷起动首循环的着火可靠性和HC排放.通过研究,得出保证此LPG发动机首次着火循环可靠起动时的最佳过量空气系数为0.74左右.     

可变掺合率的甲醇—汽油化油器系统

利用改造后的化油器加浓装置,在起动、怠速及低负荷时仅供给汽油,30％负荷后供给甲醇,70％负荷后供给大掺合率甲醇。试验表明,解决了甲醇发动机的冷起动困难及起动时大量未燃甲醇、甲醛排放,同时利用高压缩比提高了发动机的有效功率及热效率。     

超声波喷射阀的甲醇燃料喷雾特性

促进甲醇在进入气缸前蒸发汽化是改善甲醇汽车冷起动性的重要基础研究，本使用英制超高速摄影机观察了甲醇燃料的喷射过程。可以看到使用超声波喷射阀在不同掺合率下喷雾锥角变大，贯穿距离变短，特别是超声波喷射阀在减压沸腾发生时使喷更细化，提高了喷雾质量，台架试验表明采用超声波喷射阀冷起动性能获得很大改善。     

液化天然气发动机燃料供给系统特性研究

针对CA6SL2发动机,用AMESim软件建立了液化天然气发动机的燃料供给系统仿真模型,并仿真分析了标定工况和低温冷起动工况下,LNG发动机燃料供给系统内天然气的气相比例、温度和冷却液温度的变化规律。研究结果表明:在标定工况下,冷却液入口温度97℃时,LNG汽化器适宜的冷却液流量范围为15～25L/min;应通过冷却系统与汽化器的匹配,控制发动机冷却系统缸盖出口温度低于100℃;LNG发动机低温冷起动(环境温度为-35℃)时,发动机怠速冷却液流量应高于6L/min;原机的冷却系统具有较好的适度冷却功能。     

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.     

降低轻型汽车低温冷起动后排放污染物的研究

简要分析了装载汽油机的轻型汽车按照国Ⅳ排放法规低温冷起动后排放污染物的影响因素及控制措施.排放试验证明,优化发动机控制系统在低温冷起动后的标定文件是一种行之有效的不增加车辆成本的降低轻型汽车低温排放的方法.     

甲醇灵活混合燃料系统研究

提出新型灵活混合燃料系统,采用甲醇和汽油双油路独立设计,结合城市循环工况(NEDC)的仿真分析,建立了甲醇和汽油的灵活燃料特性场,实现两种燃料根据工况的灵活配比。新方案在解决甲醇燃料的腐蚀、溶胀等技术问题的同时,还可以解决甲醇燃料冷起动困难、非常规排放高等问题,实现发动机的工况优化。研究结果表明:新方案可以降低HC、CO和NOx等常规排放物排放量,非常规排放物甲醛的排放仅为工信部排放限值的17%。     

火花点火式发动机燃用甲醇—氢混合燃料燃烧的试验研究

本文对火花点火单缸试验机燃用甲醇燃料的燃烧特性作了研究。根据甲醇燃料汽化潜热大,着火温度高,冷起动困难等特点,提出了在甲醇—空气混合气中添加少量氢气,作为助燃剂,以寻求火花点火发动机燃用甲醇代用燃料的途径。试验表明,这样做改善了甲醇燃料的燃烧性能,提高了发动机的热效率、经济性和排放特性。     

CA6DN1-42柴油机低温起动试验研究

在不改变发动机静态提前角的情况下,采用人工冷冻室提供的低温环境,对CA6DN1-42柴油机在不同的低温环境下装用不同的起动电机、起动辅助装置时的起动性能进行试验研究,对试验结果进行分析,确定了该发动机的起动极限温度及相关配置要求。     

乙醇汽油燃料特性对直喷增压乘用车性能影响研究

使用纯汽油与4种乙醇体积分数为10%的乙醇汽油,在一辆缸内汽油直喷乘用车上研究不同燃料对整车性能的影响。试验结果表明:在新欧洲驾驶循环下,燃用乙醇汽油会增加汽车运行时的百公里油耗,但燃用乙醇汽油汽车的当量油耗则可以低于纯汽油汽车的油耗,说明燃用乙醇汽油燃料的汽车可以实现更高的热效率、更低的碳排放、更低的颗粒物排放和更良好的加速性能。5种燃料中,随芳烃含量升高,汽车油耗、颗粒数、NO_x排放整体会呈现上升趋势。综合性能来看,通过燃料优化可以使乙醇汽油高效清洁地应用于整车,但在低车速、冷起动工况下因发动机运转温度较低,其CO排放比纯汽油要高,HC排放比纯汽油低。     

进气预热降低汽油机冷起动排放的研究

研究了不同进气温度、加热方式和蓄热箱容积对发动机冷起动排放的影响规律。结果表明，提高进气温度有利于减少冷起动阶段的HC、CO排放。最初参与缸内燃烧的新鲜空气的温度对冷起动HC排放有重要影响，对发动机进气歧管内的冷空气进行加热可以大幅度降低HC排放。蓄热箱容积一定时（30L），存在一个进气温度（70℃）可以使HC、CO排放改善得到最佳效果（分别降低36％和13％）。较强的蓄热能力，可以在较大温度范围内减少排放。