通用小型汽油机电控化研究

通用小型汽油机具有轻巧便宜,操作简单等优点,被广泛应用于农业,建筑,园林等各个领域。近些年,随着环保法规的不断加严,化油器式小型汽油机难以达到未来相关法规的要求。本文以188F汽油机为例,根据其结构特点,挑选合适的电控零部件,将传统化油器供油系统改为电控燃油系统,从而降低小型汽油机排放污染,提高汽油机的各项性能。通过整机标定和排放试验,改进电控汽油机动力性和经济性,整机排放达到美国EPA第Ⅲ阶段的限值要求。     

通用小型汽油机的振动测试与分析

振动是影响通用小型汽油机可靠性、耐久性的重要指标.按照国家标准GB/T 10398推荐的试验装置要求建立了一套通用小型汽油机振动测试系统,以168F汽油机为研究样机,分析了通用小型汽油机的结构特点及影响振动的因素;对168F汽油机进行多工况的振动测试与分析,结果表明168F汽油机由于采用无轴平衡方式平衡往复惯性力,整机当量振动烈度偏大,分析给出了减小振动的方法和措施.     

柴油机组内部锈蚀的典型事件分析

首先对柴油机内部锈蚀原因进行分析。柴油机放置一段时间后调试前发现内部锈蚀,在此期间在试验间内的机组试验台上先后进行了三台机组试验(试验时恰逢雨季空气湿度较大),机组试验台累计工作近134小时。由于柴油机与机组试验台排气系统共用一个排气烟囱,机组试验时造成该柴油机排气系统负压,致使环境空气沿特定路径在柴油机内部流通,在流通过程中,随着温度降低,湿度增加,饱和后形成冷凝水,气缸内部分冷凝水流入油底壳,之后在柴油机进排气系统及油底壳存留的冷凝水再蒸发成水蒸气弥漫于柴油机进排气系统及柴油机内腔,从而造成柴油机的内部锈蚀。然后根据锈蚀的零部件精密度、配合情况采取了不同的除锈工艺。最后提出预防措施:发动机/机组连接到测试台上之后必须在1周内进行试验;发动机/机组未运行达2周时必须进行封存;所有测试台上的发动机/机组在运行后应急蝶阀必须全部关闭。     

通用小型汽油机控制软件模块化设计

采用模块化的理念,针对通用小型汽油机电控系统开发了一套控制软件。在Simulink环境下进行控制算法建模,完成数据管理模块、用户管理模块、发动机管理模块、齿中断模块设计。搭建喷油和点火控制模型,验证驱动信号的稳定性,并以168F型汽油机为样机完成发动机性能试验。试验结果表明:采用模块化设计控制软件的通用小型汽油机,动力性、经济性和排放性能均有提高。相较于原机,最大转矩提高了2.5%,标定功率提高了4.1%,标定工况下有效燃油消耗率降低了5.1%;CO和HC+NOX排放测试结果均有所降低,可满足美国环境保护署(EPA)小型非道路火花点火发动机第三阶段排放法规的要求。     

电液伺服三维加载轿车零部件疲劳试验系统设计与仿真

电液伺服三维加载轿车零部件疲劳试验台主要是针对轿车中较小零部件的一种通用疲劳寿命试验台,能从三个方位按程控波形对试件进行恒力或交变力加载,可较好地模拟轿车行驶过程中奉部件受力状态,其中电液伺服加载是试验台关键所在.对电液伺服加载液压系统进行了理论分析计算和动态性能仿真,同时介绍了试验台测控系统硬件和软件构成.利用室内试验设备能较好地模拟轿车在不平道路上行驶时状况,对轿车零部件在承受动载荷状态下的疲劳寿命进行研究.试验进程不受外界环境影响,试验周期短、投资少.     

影响小型通用汽油机排放的因素分析

为了满足美国EPA和欧盟排放法规规定的固定用途小型通用汽油机排放要求,本文首先分析了影响小型通用汽油机排放的因素,主要有过量空气系数、混合气成分、点火系统、转速、负荷等,然后分别详细分析了过量空气系数、点火系统、供油系统、转速与负荷、调速器的稳定性及排气催化技术对小型通用汽油机排放的影响,提出了有效的解决措施。     

车用发动机排气背压试验及排气系统开发研究

对一款车用汽油机进行排气背压试验,获得不同工况时排气背压对充气系数、功率和油耗率的影响规律,并在6 000r/min试验研究和统计分析使用不同消声器时的排气背压对发动机性能影响,与试验标准对比.最后对与该发动机匹配的汽车行驶状况(发动机不同工况使用频率)进行统计分析.该研究可为排气系统(零部件)设计提供详细参考.     

汽油车排气温度特性与热反应净化的研究

在汽车排气热反应净化机理研究的基础上,通过对车用汽油机排气温度特性的试验研究,了解汽油车在各种有代表性的运行工况下排气温度变化范围,并在发动机试验台架上进行若干基本特征工况下汽油机排气热反应净化试验,初步探讨了汽油机排气热反应净化效果。     

进排气包角对汽油机性能影响的仿真优化研究

针对一款进气歧管喷射的废气涡轮增压汽油机建立了一维性能的仿真计算模型,进行了不同进排气包角对汽油机性能影响的优化仿真计算及对比研究,并对优化结果进行了试验验证。研究结果表明,所建立的一维性能计算容腔模型和管道模型均能满足计算精度要求,其中容腔模型更为准确;汽油机低速运行时,应采用较大的进气包角和较小的排气包角,而汽油机高负荷运行时,采用尽可能大的进气包角和较大的排气包角能获取更为优越的经济性和动力性;汽油机转速、进气量以及循环残余废气量是汽油机性能变化的重要影响因素。     

基于AVLFIRE的柴油机试验台架排气系统内部流场的数值分析

针对小型柴油机试验台架排气管接头拆装麻烦、流通特性不好、影响测量准确度等的问题,提出采用滑板式排气管接头代替原装的排气管接头,建立了GD190柴油机试验台架排气系统的计算流体动力学(CFD)模型,应用AVL FIRE软件进行仿真分析和对比试验,数值模拟结果表明,滑板式排气管接头具有良好的流通特性和较大排气的质量流量,但流场中存在气体流动不顺畅,也有明显的涡流存在,对其结构尺寸进一步优化,保证试验台架测试的准确度。     

直喷汽油机可变滚流进气系统实验研究

建立了可变滚流四气门直喷汽油机光学可视化气道实验台,利用粒子图像测速（PIV）系统对不同进气门开度、不同滚流调节阀工作状态下的缸内气流运动规律进行了实验测试研究。实验结果表明,缸内主要是绕气缸轴线垂直方向旋转的滚流运动;滚流阀开启时,缸内左右两侧分别形成逆时针和顺时针方向的两个大尺度滚流;滚流阀关闭时,进气门侧的气流减弱,排气门侧的流速明显增强,缸内出现了较强的单一顺时针方向滚流运动趋势;进气门开度较小时,改变滚流阀状态对缸内进气流动的影响很微弱。      

被动预燃室发动机低温冷起动及低负荷试验研究

预燃室射流点火是改善汽油发动机热效率的有效手段,为了研究和改善被动预燃室低温冷起动及低负荷时的燃烧稳定性,设计了不同容积、孔面积、材料、喷孔结构的被动预燃室装置,安装在一台涡轮增压汽油发动机上,进行了低温冷起动试验,以及低速、低负荷燃烧稳定性试验。研究结果表明,被动预燃室容积、孔面积、材料、喷孔结构对低温冷起动性能有显著影响。预燃室容积较小时,预燃室内部淬熄层占预燃室容积的比例大,预燃室内部混合气少。较小的孔径或孔面积减少了预燃室内残余废气的排出。旋转孔使得预燃室内部废气分层,火花塞附近废气比例大。较高的导热率使预燃室冷起动时预燃室散热较快。因此,小容积、小孔径、高导热率材料以及旋转喷孔等均不利于发动机冷起动。优化结构的被动预燃室在-20℃～-8℃的冷起动工况下能实现发动机稳定着火起动。点火角和排气VVT对发动机的燃烧稳定性影响较小。进气VVT对预燃室燃烧稳定性影响较大,进气门开起时刻推迟,着火上止点附近缸内湍动能变强;另一方面实际压缩比变大,主燃烧压入预燃室内部的新鲜混合气比例提高,预燃室点火燃烧稳定性显著改善。     

Investigation of in-cylinder flow patterns in 4 valve S. I. Engine by using single-frame particle tracking velocimetry

The in-cylinder flow field of gasoline engine comprises unsteady compressible turbulent flows caused by the intake port, combustion chamber geometry. Thus, the quantitative analysis of the in-cylinder flow characteristics plays an important role in the improvement of engine performances and the reduction of exhaust emission. In order to obtain the quantitative analysis of the in-cylinder gas flows for a gasoline engine, the single-frame particle tracking velocimetry was developed, which is designed to measure 2-dimensional gas flow field. In this paper, influences of the swirl and tumble intensifying valves on the in-cylinder flow characteristics under the various intake flow conditions were investigated by using this PTV method. Based on the results of experiment, the generation process of swirl and tumble flow in a cylinder during intake stroke was clarified. Its effect on the tumble ratio at the end of compression stroke was also investigated.     

辛烷值测试仪发动机进气道三维仿真与分析

利用CFD软件Fluent对CFR发动机进气道进行了三维仿真，在不同的大气压下，对进气系统的气体流场、空气流量和汽油流量进行了定量分析，得出了进气量、进油量和空燃比随外界大气压的变化规律，为辛烷值测试仪的改进提供了依据。     

汽油机排气歧管结构的优化及验证

分析某四缸汽油机排气歧管结构设计存在的缺陷并对其进行改进优化,采用数值模拟仿真软件分别对排气歧管改进前和改进后通道的各缸排气背压及歧管排气气流均匀性进行仿真,仿真结果表明改进后排气歧管结构能明显降低排气背压和各通道不均匀性。最后对原歧管和改进后歧管搭载的汽油机进行了台架对比试验,试验结果表明搭载改进后排气歧管的汽油机不仅提高了原机的外特性扭矩而且降低了燃油消耗,进一步验证了排气歧管结构改进优化的可行性。     

CFD在柴油机螺旋进气道评价中的应用

本文用CFD软件对直喷柴油机螺旋进气道进行了三维数值模拟；通过气道稳流试验台对模拟计算得到的Ricardo和FEV评价参数进行了验证，得出两者趋势吻合良好的结论；指出了CFD在评价柴油机螺旋进气道性能中的实用价值。     

某增压型汽油机催化转化器分析

在增压型汽油机的开发过程中,需要评估其催化器入口处的气流分布均匀性是否能够满足均匀性的评价标准。利用CFD软件,通过对某增压型汽油机催化器进行稳态分析,计算得到载体入口处的气流速度均匀性系数、氧传感器表面速度分布、总压分布等。结果表明:考虑涡轮机出口的旋流和废气旁通阀结构,得到的结果更准确;载体入口处的气流速度均匀性系数满足评价标准;氧传感器位于废气主流区,其布置位置合理;催化器的总压分布合理,压力损失在正常范围内。     

LJ465Q-2AE1汽油机满足欧Ⅲ排放标准的研究

LJ465Q-2AE1发动机是新研制开发达到欧Ⅲ排放要求的汽油机,它具有结构紧凑、升功率大、油耗低、转速高、噪声小等特点。笔者介绍了如何对该汽油机的燃烧系统、进气系统、点火系统及排气催化转化系统进行的优化设计。     

基于响应曲面法的煤油发动机气门正时优化

利用基于仿真的响应曲面优化方法,对改型的煤油活塞发动机气门正时多目标优化问题进行了研究。建立了发动机性能仿真模型,以进气/排气正时、点火提前角为优化变量,以提高有效功率和降低燃油消耗率为设计目标进行了响应曲面优化。分析结果表明：相对于原汽油机,改型的煤油机进气门开启时刻要推迟,排气门关闭时刻要迟后,并且要提前一定的点火提前角,以得到最佳的发动机性能;同时,应用响应曲面法可以提升仿真优化的效率。