采用进气火焰预热柴油机低温起动的研究

为提高柴油机低温起动性能,在研究低温起动困难以及起动过程中转速波动原因的基础上,建立了进气火焰预热过程的数学模型。在-35℃、-30℃、-25℃、-20℃的环境温度下改变预热塞的流量进行起动试验。结果表明对于四缸增压柴油机,在预热塞流量为7～10ml／min和转速在250r／min下,发动机转速增加平稳、起动时间短;预热火焰的间断性和缸内部分工作循环失火是造成起动转速波动的主要原因。     

增大压缩比对国六柴油机性能的影响

通过理论分析和试验验证,研究增大压缩比对国六增压柴油机不同负荷工况点燃油消耗率的影响规律和对后处理系统性能的影响.结果 表明:增大压缩比可降低柴油机的燃油消耗率;在使用进气节流阀导致进气管压力低于环境压力的情况下,能够提供足够高的缸内压缩压力,但同时会导致排气温度降低,影响颗粒捕集器再生效率.     

基于热管技术的柴油机燃油加热系统性能分析

为了充分利用发动机尾气余热能量,并解决冬季柴油机难以起动的问题,设计了一套冬季柴油机燃油加热快速起动系统。在利用副油箱低标号燃油起动后,将柴油机尾气余热热量通过不锈钢-钠钾合金热管由排气管引至燃油,以实现对油箱中高标号燃油加热。通过台架试验,讨论了某6缸柴油机的余热特性及柴油机可利用尾气余热回收潜力,并在此基础上对热管工作特性进行了试验分析。研究结果表明:在柴油机全工况范围内,排气温度范围为440K~800K,柴油机尾气中至少有1/3的余热能可以利用;热管起动时间仅需275s,可以提供的加热温度范围为350K~600K。试验获取了在限定转速下的有效燃油消耗率与燃油温度变化情况,证明了冬季柴油机燃油加热快速起动系统对发动机的经济性有明显的提升。     

柴油机低温起动有哪些误区?

柴油机低温起动性能差是普遍存在的问题为了改善低温起动性能通常采用预热装置喷入易着火的起动液选用凝点低的柴油以及选用粘度小的机油对于电起动柴油机应采用低温电池或对蓄电池进行保温措施但在冬季或高寒地区为了使柴油机能顺利起动有的操纵人员采取了以下几种对柴油机维护有害的低温起动方法 a. 先起动后加水这种方法虽然能减少散热使气缸套和缸盖很快热起来进而改善柴油机的起动性能但是起动后最高燃烧温度可高达18002200由于无冷却水故使柴油机升温很快而在气缸盖和气缸套已加热至很高温度时再加入冷却水故容易引起缸盖气缸体等…     

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。     

氨燃料燃烧性能数值模拟与分析

研究了氨燃料在内燃机缸内的燃烧性能和正庚烷对氨燃料燃烧性能的提升作用。首先,将氨燃烧的化学反应机理与内燃机单区燃烧模型相耦合,分析压缩比、进气温度、过量空气系数等对氨燃料燃烧性能的影响,结果显示由于氨的燃点较高,压缩比为16时进气温度必须达到800K氨燃料才能被压燃;同时发现在此条件下氨燃料能在稀薄条件下(α=2)燃烧。其次,将简化的正庚烷氧化反应机理与氨燃烧氧化反应机理相结合,研究不同摩尔百分比的正庚烷对氨燃料的引燃作用,结果显示随着正庚烷含量的增加,当压缩比为18时氨的压燃对进气温度的要求可从800K降至360K;当进气温度为450K时,压缩比可从大于120降至10。研究表明使用引燃燃料可以显著降低氨燃料压燃对进气温度和压缩比的要求。     

装载机用柴油机低温起动研究

装载机经常在低温环境下启动然后开始工作,起动性能是保证正常工作的主要因素之一,因此研究装载机用柴油机低温起动性能是很有必要的.通过理论计算、预热参数设计、试验验证的方法对装载机用柴油机低温起动性能进行了研究,试验结果表明,进气预热和冷却液预热两种不同的预热方式对柴油机低温起动性能影响不同.因此,装载机用柴油机为了保证不同低温环境的起动性能,需要根据不同的使用环境温度,选配合理的预热方式.     

预热策略对柴电混合动力低温冷起动的影响

为探明预热进气、润滑油和冷却液的电耗特性,得到不同预热策略对混合动力柴油机低温冷起动的影响规律,首先,通过试验获得了工作介质预热电耗特性,并建立了工质预热电耗与预热温度的关系．然后,通过提取低温冷起动燃烧特征参数,建立了可以体现燃烧特征参数随循环变化的仿真模型．最后,利用仿真模型研究了预热进气、预热润滑油、预热冷却液及多种工作介质组合预热对低温冷起动的影响．结果表明：随着进气温度的上升,起动总时间逐渐减小,转速上升率稳步提升,平均有效指示压力(IMEP)显著增加;预热润滑油明显降低摩擦阻力矩,从而减小了电机拖动时间,而预热冷却液减小了散热损失从而使升速期IMEP显著增大．同等电耗下,多种工作介质组合预热策略能量损失系数小,升速期时,缸内IMEP较大,因而电机拖动时间短,转速上升率高,更有利于柴电混合动力系统低温快速起动．     

压缩比对汽油HCCI燃烧和排放特性的影响

通过优化动力技术对一台四缸汽油机进行改造设计,实现均质混合气压燃(HCCI),考察了压缩比对汽油机HCCI负荷拓展及冷却液和进气温度对HCCI燃烧排放特性的影响。试验结果表明:提高压缩比可以在更低的进气温度下实现SI/HCCI燃烧模式的切换,CO排放升高,HC排放下降,NOx排放呈下降趋势,且在高负荷工况时下降得更加明显。在压缩比为15时,HCCI汽油发动机可以在1 200~3 600r/min转速范围内实现稳定燃烧,提高压缩比有效拓展了HCCI发动机负荷范围。随着进气温度及冷却液温度的升高,燃烧相位提前,燃烧持续期缩短,缸内压力、放热率及温度升高;缸内循环变动率减小,实现更稳定的HCCI燃烧;CO、HC排放也随之降低,但NOx排放有升高趋势。     

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。     

柴油机冷启动辅助装置控制系统的研制

提高压缩比是改善柴油机冷启动性能的有效措施之一，为此开发了一种新型的柴油机冷启动辅助装置，其工作原理是在柴油机达到一定启动转速及适当的曲轴转角时，向气缸内喷入一定量的机油，从而达到通过提高压缩比、减少漏气损失，改善柴油机冷启动性能的目的。着重分析了该装置控制系统的工作原理、结构特点及软、硬件组成。     

进气门早关对柴油机进气和燃烧特性的影响

在一台SD2100TA柴油机上安装了全可变液压气门机构,采用进气门早关(EIVC)的方式对进气量和有效压缩比进行调节,并对进气性能和燃烧性能进行了研究。试验研究结果表明:与节气门进气量调节方式相比,EIVC能有效降低泵气损失,且能够降低缸内工质温度,有利于实现低温燃烧。随进气门关闭时刻(IVCT)的提前,有效压缩比降低,压缩终点压力和温度下降,滞燃期增长,着火推迟,预混燃烧比例上升,扩散燃烧比例下降,由于工质总热容降低,燃烧后的缸内工质温度增加,导致排气温度显著提高。在保持指示热效率基本不变的前提下,EIVC可以有效地降低缸内峰值压力,拓宽柴油机负荷范围。在1 650r/min、平均指示压力(IMEP)为0.64MPa工况点,当IVCT从下止点后30°提前到下止点后-50°时,峰值压力降低了26%。     

气门正时对柴油燃料HCCI燃烧影响的初步实验研究

开发了变进排气正时控制机构,实现气门正时的调节,采用在进气上止点前进行柴油燃料的喷射,利用缸内残余高温废气余热加速燃油蒸发,实现了柴油燃料的HCCI燃烧,同时,研究了不同气门重叠期下HCCI燃烧的燃烧特性,不同负荷的工作稳定性和排放特性,结果表明,对于低温自燃性好的柴油燃料,排气门早关和进气门晚开引起的缸内温度升高比由此引起的残余废气增加对工质的稀释效果更大,使HCCI燃烧的着火始点提前,易引起大负荷工况HCCI燃烧的工作粗暴,但有利于小负荷工况HCCI燃烧的工作稳定性。     

基于可变气门定时策略的HCCI汽油机试验研究

在电控气口喷射四冲程单缸试验机上,利用特殊设计的小包角配气凸轮,通过负气门重叠角实现了由内部残余废气控制的汽油HCCI燃烧,详细研究了气门定时参数对HCCI燃烧的影响.结果表明,就进排气门定时比较而言,排气门关闭时刻对内部EGR率和负荷的影响更大,而进气门开启时刻对HCCI燃烧的影响相对较小.在进排气门相位对称条件下,随着气门重叠负角的减小,最大压力升高率增加,着火时刻提前,负荷也增大.随着转速的增加,内部EGR率增加,排气温度升高,着火时刻也提前.通过调整气门定时,在不需要进气加热的条件下,可在转速880～4 000 r/min,负荷0.25～0.75 MPa（pIMEP）的范围实现HCCI燃烧.     

预燃室式柴油-天然气双燃料船用发动机热效率优化燃烧控制策略仿真研究

基于CONVERGE软件建立了预燃室式柴油、天然气双燃料船用二冲程发动机的三维计算流体动力学(CFD)模型,研究了压缩比、引燃柴油质量、喷射压力及引燃柴油喷射角度对燃烧过程的影响,探索了提高柴油、天然气双燃料船用发动机热效率的燃烧策略。结果表明:提高压缩比可以提高缸内的最高燃烧压力,从而有效提高热效率,但受发动机机械强度的限制,压缩比为12.5时可以获得较佳的效果;适当增大引燃油量和喷射压力,可以增加射流火焰的着火点,增强点火能量,对热效率略有改善;调节引燃柴油的喷射角度,将引燃油喷射到CH₄浓度较高区域可以获得更好的引燃效果,降低指示燃料消耗率;提高压缩比至12.5结合推迟喷油策略可以明显地改善热效率。     

TBD620柴油机缸内工作过程仿真研究

利用PRO／E建立TBD620柴油机的进气道和燃烧室三维模型;并在FIRE软件中对进气、压缩和燃烧过程进行仿真计算。分析了TBD620柴油机双进气道可控涡流系统对缸内涡流、油气混合和燃烧排放特性的影响。结果表明,低负荷工况时关闭双进气道可控涡流系统的进气控制阀能显著改善缸内混合气的形成,提高柴油机燃烧及排放性能。     

HS400单缸风冷柴油机的开发

根据国内市场对小型风冷单缸柴油机的需求以及满足即将出台的新一代单缸机标准要求,上海内燃机研究所进行HS400单缸风冷柴油机的开发.开发工作以符合工厂实际情况的设计思想和开发策略为先导,依托成熟技术平台,对进排气道、供油系统、配气机构、缸盖三孔位置和燃烧室等进行优化设计,对关键零部件及配置进行更符合发动机产品制造工艺,更...     

TBD620柴油机进气系统性能研究

对TBD620柴油机进气系统进行了理论和试验研究。缸头气道稳流试验数据表明该机在低负荷工况下,在进气量较小时,采用单独涡流气道进气和直流气道不完全封闭,可以获得较大的进气涡流,达到改善大功率柴油机低负荷性能的目的。     

基于气缸盖振动信号的柴油机故障诊断研究

在3110柴油机的1号缸上进行了气门间隙变化、断油等故障的模拟试验研究.分别在正常情况及各故障情况下测取了缸盖振动信号,对信号进行时域分段,分别用时域、频域及小波分析方法对信号进行了分析,提出了故障时频特征的提取方法,并用模糊聚类方法进行了分类分析.对正常情况(气门间隙0.3 mm)、断油故障、气门间隙过小(0.1 mm) 、气门间隙过大(0.9 mm)等4种情况的80组数据的分析结果表明,大部分数据分类效果较理想,错误率仅为6.25 %, 断油故障数据分类完全正确.对进气门间隙为0.1 mm、0.3 mm、0.9 mm的3种工况的60组数据进行了模糊聚类分析,取进气门落座信号,用绝对值均值、有效值及峰值作为特征值,分类结果完全正确.