缸内直喷发动机热机起动模式的研究

在缸内直喷发动机上分别研究传统起动模式、压缩缸起动模式和膨胀缸燃烧辅助起动模式三种起动模式,对比分析了其起动过程中起动转速特性、起动HC排放和起动耗电量。研究结果表明:相比传统起动模式,压缩缸起动模式和膨胀缸燃烧辅助起动模式在起动速度和起动耗电量方面均有较大优势,尤其后者起动耗电量几乎节省一半;在起动HC排放方面,压缩缸起动模式没有太大的增加,而膨胀缸燃烧辅助起动模式因其膨胀缸燃烧不良以致有一定程度的增加;压缩缸起动模式的综合性能更具优势。     

压缩天然气缸内直喷发动机的现状及发展趋势

天然气作为车用发动机的一种重要的"清洁燃料"日益受到人们的重视,天然气汽车在国内外均获得了较快的发展.本文简述了清洁代用燃料天然气的优缺点,以及直喷发动机的优点和目前的技术难点.最后分析了将两者相结合的天然气缸内直喷技术的特点以及国内外的研究现状和发展趋势.     

天然气发动机缸内压缩释放制动试验研究

为提高某天然气发动机制动性能,保证行车安全,在对不同发动机辅助制动形式进行分析及研究的基础上,确定采用缸内压缩释放制动的辅助制动形式;对装有缸内压缩释放制动的天然气发动机进行试验,测试气门升程、凸轮轴挺杆接触应力及发动机制动功率等参数,并对比同排量柴油机和天然气发动机的制动功率;进行整车道路试验,测试搭载缸内压缩释放制...     

冷起动和怠速时火花点火发动机缸内未燃碳氢生成过程的研究

为了更好地弄清起动和怠速时发动机缸内未燃碳氢生成过程以及顶岸间隙和油膜对缸内未燃碳氢的影响，测量了起动和怠速过程活塞顶岸壁面和缸套壁面温度。根据测量结果，预测了起动过程顶岸间隙和壁面油膜处未燃碳氢生成量，发现顶岸和缸套壁温在发动机起动后（１５０～２００）ｓ时达到其稳定状态。起动后顶岸间隙和油膜处生成的碳氢量分别降低至其初始值的２／５和３／４。研究认为：热容量小的活塞能迅速减小顶岸容积和提高其内混合气温度，从而可减少起动期间缸内生成的总未燃碳氢量。     

直接起动过程缸内直喷汽油蒸发的影响规律研究

采用三维数值模拟并用定容喷射室试验验证的方式,对直喷汽油机起动首缸中喷油后油气混合及燃油的蒸发附壁情况进行研究。研究结果表明:直接起动缸喷油后燃油附壁的比例较大,点火前仍有部分液滴以液态形式存在于混合气当中;随着温度上升,混合气中的液态燃油比例逐渐减小并趋于0,附壁油膜的质量比率在温度低于140℃时明显减少,高于140℃后减幅趋于平缓。对比研究醇类汽油与汽油可以得到:醇类汽油喷射后的燃油蒸发较差,点火前燃油附壁比例过大,不适用于不使用起动电机辅助的直接起动方式。     

柴油机进气和压缩过程中气缸内流动的研究

建立了进气模型和压缩过程三区模型，以研究直喷式柴油机气位内涡流和挤流强度的分布规律。研究结果将用作喷雾分布和燃烧过程计算的重要参数。利用稳流试验数据，首先计算进气过程的瞬时进气涡流和气位内瞬时平均涡流等参数，进而揭示压缩过程中气位内不同区域的涡流衰减和挤流强度，并可预测这些参数随燃烧室主要结构参数和运转工况变化的规律。模型物理概念清晰，运算方便，计算结果得到了试验和有关文献的证实。     

船用中速天然气发动机起动过程的控制策略

船用天然气发动机起动过程预燃室过量空气系数受转速影响大.针对ACD320型船用中速天然气发动机台架试验出现的起动困难问题,通过计算分析获得发动机起动过程预燃室过量空气系数随主燃气喷射量、转速的变化规律.采用AVL Fire软件模拟发动机主燃室和预燃室在不同过量空气系数下的缸内燃烧和动力特性,并据此制定起动过程的控制策略,经发动机台架试验验证,证实了起动控制策略的有效性,从而为解决船用中速天然气发动机起动困难的技术问题提供参考.     

车用天然气发动机起动过程的试验研究

采用自主研发的车用天然气发动机电控系统(ECU),针对经过改装后的JL465Q5发动机进行了起动试验研究.以AVR单片机为核心,ECU采用多片式结构,采用步进电机控制旁通空气阀开度,从而控制起动时的空气进气量,采用电控天然气喷射阀,控制起动时的天然气供给量;开发了试验监控系统,作为人机对话接口;开发了转速采集系统,可以准确实时地记录起动过程.试验结果表明:当起动转速较低时,应采用较浓的混合气;而且较高的冷却水温度有利于天然气发动机的冷起动过程;多次点火控制和提高点火能量有利于天然气发动机的顺利起动.     

某LNG发动机进气补气对缸内过程的影响

对一台增压、火花点燃液化天然气(LNG)发动机的进气系统加装一套补气装置并进行试验,连续记录补气过程中进气压力、空燃比、燃料质量流量和缸内动态压力等体现缸内燃烧及热功转化过程的瞬变参数。通过分析实测燃烧放热率(ROHR),揭示了瞬变状态下发动机空燃比、燃料质量流量和进气压力等运行参数对燃烧特征参数的影响,指出燃烧推迟、失火和平均指示压力(IMEP)波动等燃烧失常现象,并得出这些现象的产生原因。研究结果表明:无论是稳态工况还是瞬态工况,LNG发动机的燃烧过程主要由过量空气系数决定。     

四气门发动机缸内空气运动的试验和多维数值模拟计算

在倒拖工况下对一台四气门火花点火式发动机缸内流场进行了试验研究。试验采用加长活塞结构及透明活塞顶,利用激光多普勒测速仪（ＬＤＡ）,对气缸轴线的速度分布进行了测量。结果表明：在进气过程中,气缸内产生了双涡结构;在压缩过程初期,由于从进气门经过排气门流入气缸的气流产生的涡旋逐渐增强,而从进气门侧缸壁直接流入气缸的气流形成的反向涡旋逐渐减弱,最后演变成了单一大尺度的滚动涡流;在压缩过程中后期,滚流经历了发展、衰减、畸变和破碎的过程。为了进一步理解滚流形成、发展及演变过程,对缸内流动过程进行了多维数值模拟计算,计算结果与实测分析结果基本一致     

发动机起动过程中活塞漏气模拟分析

采用AMESim建立了柴油机单缸机及活塞漏气模型,假设气体流动为一维非稳态可压缩的绝热流,采用方形小孔流量计算方法,分析了不同转速下的活塞漏气和缸压变化。通过分析表明,转速每降低50 r/min,循环漏气量增加0.03g,漏气量占进气量百分比提高3.74%,最大爆压降低0.112 MPa。按照柴油机起动最低缸压1.7 MPa要求,起动转速应为大于200 r/min。     

小型汽油发动机富氧燃烧缸内过程实验研究

提出汽油发动机富氧燃烧技术,在单缸化油器式汽油机上进行富氧燃烧实验.利用燃烧分析仪对富氧燃烧发动机的燃烧特性进行分析,实验结果表明进入气缸助燃的空气中氧气浓度增加到24%时,气缸压力升高,最大压力发生时刻提前,燃油放热增加,开始放热时刻提前,燃烧过程的循环变动量降低,燃烧过程的稳定性提高.     

缸内燃烧过程模拟在GDI发动机设计中的应用

利用AVL-Fire软件对开发中的某GDI发动机缸内的流动、喷雾、点火燃烧等过程进行了模拟分析。对缸内滚流、雾化效果等进行了评估,并就气道设计,喷油器选择以及正时调整等方面给出了工程优化建议。     

基于混合动力起动模式发动机起动过程HC排放试验研究

针对ISG型混合动力汽车发动机起动过程中HC排放问题,试验中采用了混合动力起动模式,研究了不同电机拖转转速和不同的冷却液温度条件下发动机起动过程HC的排放控制.不同的ISG电机拖转转速影响缸内混合气的混合与燃烧,合适的拖转转速可以减少HC的排放.试验证明:在常温起动阶段,发动机HC排放性能最佳电机拖转转速为1200r·min-1.试验分析了不同冷却液温度下起动过程HC生成的机理,为HC排放的优化控制提供了理论依据.     

喷射策略对柴油转子发动机缸内燃烧过程的影响

针对直喷式柴油转子发动机缸内工作过程,基于FLUENT软件建立了耦合正庚烷简化机理的二维计算模型,并利用文献数据验证了模型的可靠性。设定喷射持续期不变,对比分析了单次或二次喷油时喷射时刻对燃烧过程的影响。研究结果表明:单次喷射时,缸内压力和缸内温度随喷射时刻的推迟而逐渐提高;喷油提前角为40°CA时CO生成量较高而NO生成量最低。二次喷射时,设置预喷时刻为-40°CA,随着主喷时刻的推迟缸内压力变化不大,CO生成量逐渐降低;当预喷时刻为-40°CA,主喷时刻-8°CA时,与单次喷射时刻为-40°CA相比,保持了较高的缸内压力,CO生成量降低了25%以上,NO生成量有所升高。     

火花点火式发动机燃烧过程中缸内气流运动研究

通常在发动机倒拖工况下测量和研究缸内气流运动,对于燃烧过程中缸内流动规律的测量和研究还很少。在一台单缸四气门火花点火式发动机上,用激光多普勒测速仪分别在发动机着火和倒拖条件下测量和分析了燃烧室气流运动的规律。研究结果表明,在燃烧和排气阶段,缸内气流的平均速度与倒拖时有较大差别,而且燃烧速度越快,燃烧过程中气流运动速度的变化越剧烈。     

混合动力汽车发动机起动过程阻力矩研究

为研究功率分流式混合动力汽车发动机起动过程,建立了动态阻力矩模型,在此基础上开展了发动机缸内压力试验,基于泵气阻力矩和往复惯性力矩公式,结合试验参数和数据,通过Matlab/Simulink对泵气阻力矩和往复惯性力矩进行了仿真计算。在30℃水温条件下开展了摩擦阻力矩试验,获取了静摩擦与动摩擦阻力矩数据。为研究节气门开度、初始曲轴转角和发动机水温对起动过程阻力矩的影响,开展了各转速下不同节气门开度缸内压力试验、不同初始曲轴转角静摩擦阻力矩试验和不同发动机水温动摩擦阻力矩试验,通过不同初始曲轴转角发动机拖转试验对动态阻力矩模型进行了验证。结果表明:通过对混合动力发动机起动过程阻力矩进行理论建模与试验,可以准确模拟混合动力发动机起动过程中的动态阻力矩特性。     

不同负荷下二甲醚发动机缸内燃烧过程的数值仿真研究

利用KIVA-3V程序对液态DME发动机进行了数值仿真计算,通过改变二甲醚喷射量研究了不同负荷下发动机的缸内工作过程,得到了缸内流动、平均性能曲线、温度、压力场以及NO、CO排放情况等实时数据信息.经过可视化后处理程序对比分析表明:二甲醚发动机负荷越大,缸内压力和温度越高,NO和CO排放量也越大.     

不同负荷下二甲醚发动机缸内燃烧过程的数值仿真研究

利用KIVA-3V程序对液态DME发动机进行了数值仿真计算,通过改变二甲醚喷射量研究了不同负荷下发动机的缸内工作过程,得到了缸内流动、平均性能曲线、温度、压力场以及NO、CO排放情况等实时数据信息。经过可视化后处理程序对比分析表明：二甲醚发动机负荷越大,缸内压力和温度越高,NO和CO排放量也越大。