排气门正时对柴油机冷起动性能的影响

通过在一台单缸直喷柴油机上进行实验,分析了不同排气门正时条件对柴油机冷起动过程燃烧及排放性能的影响.结果表明,通过调节排气门关闭正时,适当增大缸内残余废气量,可显著改善起动过程初始着火循环的着火燃烧性能和提高起动过程缸内燃烧的稳定性.不同排气门关闭条件对起动过程的排放有着非常重要的影响.适当提前排气门关闭时刻,可以显著降低冷起动过程的烟度排放,特别是降低冷起动过程初始阶段的烟度排放.而对于NO2排放,由于残余废气具有很强的热效应,随着排气门关闭时刻提前,Nox排放呈上升趋势.     

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。     

冷却液温度对柴油机起动首循环燃烧的影响

冷却液温度是柴油机起动过程中影响失火与燃烧不稳定性的重要因素。喷油首循环的燃烧对后续工作循环着火有较大影响。为了分析冷却液温度对柴油机起动首循环燃烧和排放的影响规律,利用基于循环控制的柴油机起动过程燃烧、排放测控系统,在一台单缸直喷式柴油机上进行了试验研究。试验结果表明冷却液温度对柴油机起动首循环燃烧的稳定性有较大影响。提高冷却液温度对于消除起动过程首循环燃烧状态的不稳定性具有较明显的作用。冷却液温度较低时,使着火滞后期增长,很容易导致失火或不完全燃烧现象,生成较高HC排放。试验也验证了所建立的测控系统为研究柴油机起动过程提供了一种有效的测试手段。     

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。     

发动机活塞销孔偏心对摩擦磨损影响的研究

对不同发动机运转工况及不同销孔偏心进行了发动机试验和活塞动力学模拟对比研究。研究结果表明:柴油机活塞接触压力对偏心量的敏感程度要高于汽油机活塞,小偏心量往往会产生较大的裙部接触压力,而随着偏心量增大,裙部最大接触压力会逐渐减小,但当偏心量增大到一定程度后,裙部最大接触压力反而会有增大趋势;活塞主推力面累积磨损载荷增长主要发生在做功行程前半段,在排气和进气行程几乎没有增加,次推力面累积磨损载荷增长则主要发生在排气行程中间时刻,在进气行程几乎没有增加。销孔中心改变导致活塞质心位置发生了改变,引起了相关性能改变,通过对某汽油机活塞销孔偏心进行优化,活塞裙部主推力侧磨损载荷由27.46MW/m~2变为1.12MW/m~2,降低了近25倍,解决了活塞裙部磨损问题。模拟结果与试验结果十分吻合。     

48V起动发电一体式电机提升发动机排温的试验研究

基于48 V 起动发电一体式电机（Belt-driven Starter Generator,BSG）的起动机和发电机双重功能,在全球轻型车统一测试循环（World Light-duty Test Cycle ,WLTC）起始阶段,控制BSG电机行使发电功能,在飞轮端输出功率不变的条件下,提升发动机总功率,从而快速提升排气温度;利用BSG电机的快速起动功能,在WLTC循环的怠速工况关闭发动机,避免出现低温排气流,从而起到后处理保温作用。结果显示,在WLTC循环过程中,涡轮后排温达到选择性催化还原系统（Selective Catalyst Reduction,SCR）起燃温度（预设为200℃）的时间由780 s缩短到650 s,尿素喷射起喷时刻提前了约130 s;同时,在荷电状态（State Of Charge,SOC）略微下降的条件下,WLTC循环油耗降低2.4%。     

R4120D.L型柴油机起动敲缸对发动机强度影响的试验研究

以R4120D.L型柴油机为例,试验研究了柴油机起动敲缸对连杆、活塞、活塞环强度的影响。结果表明:实际起动敲缸的影响比估计的情况要严重,在柴油机的设计中要充分考虑起动敲缸对强度的影响因素。     

-43℃下多次喷射对柴油机冷起动特性的影响

为了改善极寒条件下柴油机的起动性能和怠速稳定性,基于起动/发电一体式电机拖动柴油机进行-43℃下的冷起动试验,研究了单次、两次（预喷1+主喷）和三次喷射（预喷2+预喷1+主喷）3种喷射方式对柴油机冷起动过程及燃烧特性的影响,分析了不同喷射组合对极寒条件下柴油机冷起动过程的影响规律。研究表明：在-43℃环境温度下,柴油机采用三次喷射时,冷起动性能明显优于单次和两次喷射。随着喷射次数的增加,起动燃烧首循环的缸内压力峰值升高,峰值相位提前,压力升高率和瞬时放热率峰值显著降低,滞燃期缩短;在冷起动过程中,相比单次喷射,两次和三次喷射时倒拖阶段和升速阶段所需时间分别减少9个循环和22个循环,最高燃烧压力升高,循环变动率分别降低37.7%和46.8%,使得起动时间分别缩短0.88 s和2.58 s,起动累积油量分别减少511 mg和1 290 mg;在起动后的怠速过程,怠速转速波动率分别降低54.2%和82.2%,随着喷射次数的增加,怠速稳定性显著提高。研究结果可为柴油机极寒条件下冷起动过程的控制和参数标定提供理论依据。     

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。     

喷油策略对柴油机高原起动过程性能影响研究

基于高原环境模拟装置,以单缸柴油机为试验对象,进行了0～4 000 m海拔起动性能试验,研究了喷油策略对柴油机变海拔起动性能的影响。结果表明,海拔从0增至4 000 m的过程中,起动升速期和过渡期时间分别延长14.2%、15.8%。平原工况下,随着轨压的提高,过渡期先增加后降低,但升速期逐渐降低,起动总时间缩短。海拔4 000 m时,过渡期与升速期均随轨压先增加后降低。在平原工况下,采用阶梯型喷油策略能够有效缩短过渡期,减少起动时间,起动时间较原机策略缩短6.1%,提高过渡转速能够抑制转速上冲,缩短起动时间。当海拔为4 000 m时,增加初始阶段循环喷油量及过渡转速均能缩短过渡时间,改善起动性能。     

V型柴油机采用定压和脉冲增压系统对性能影响的比较

在一台高速12缸柴油机提高转速功率的改进设计过程中，应用性能分析软件AVL-B00ST对该机采用不同增压系统对性能的影响进行了分析计算比较。并以满足功率、油耗、排温及爆压等指标要求为目标，为对压缩比、增压压力、排气系统等进行优化，提高柴油机性能提供综合依据与改进方向。     

Cold-start hydrocarbon emissions in port-injected gasoline engines

An analysis is made of the sources of the high engine-out hydrocarbon (HC) emissions during cold starting of port-injected gasoline engines. A cycle-by-cycle analysis of the different parameters, which affect engine-out HC emissions, is made during the startup process. The contribution of each cylinder of a four-stroke V6, 3.3 l production engine in the total HC emissions is investigated. The HC emissions were measured in the exhaust port using a fast response flame ionization detector (FID). The effect of the initial startup position of the piston and valves in the cycle on combustion and HC emissions is examined. The mass of fuel injected, burned and emitted was calculated for each of the first 120 cycles. Different approaches to reduce engine-out and tailpipe HC emissions during cold-start are discussed.     

直喷式柴油机排放微粒尺寸分布特性

在一台单缸柴油机上用SMPS微粒测量装置测量了不同运转条件(如转速、负荷变动、怠速运行、燃油喷射定时等)下柴油机排放微粒尺寸与浓度分布,分析了柴油机微粒排放尺寸分布和数量浓度的特征及其主要影响因素．结果表明,发动机负荷变化对微粒排放的影响较大,在各种负荷下大部分排放微粒都是碳核模式的超细或纳米尺寸微粒,而质量上以累积模式颗粒占主要部分,发动机冷机起动和怠速运行时产生的大部分排放微粒是碳核模式粒子,喷油提前角对排放微粒浓度和尺寸分布有显著影响．     

水下柴油机工作特性研究

建立了包括调速器、柴油机本体、后排气管路的水下柴油机动力系统的动态及稳态过程分析模型,并进行了试验验证。通过后排气管路的三维流动计算、整机性能计算和相关试验研究,确定了柴油机水下运行不倒灌水的判据,并给出了单机和双机运行的安全范围。研究了启动及停机过程中,后排气管压力、排气排水流速及发动机转速的变化规律。在启动过程中,排气速度不是单调上升,而是有振荡现象,在振荡过程中,有可能发生海水倒灌;在停机过程中,应根据后排气管压力变化控制排气外舌阀的关闭过程,以防止海水倒灌及排气背压过高。     

增压中冷柴油机活塞温度场试验研究

为了解4100QBZL型废气涡轮增压中冷柴油机热负荷问题,实测了最大扭矩工况点和标定功率工况点下活塞顶面21个特征点,燃烧室5个特征点,火力岸、环岸和群部10个特征点的温度,并应用Matlab软件对活塞顶部测点的温度值计算模拟得到了活塞顶部的温度场分布和等温线图。结果表明,增压中冷柴油机活塞顶部不同位置的温度分布差异较大,排气侧和燃烧室喉口处温度较高,离燃烧室中心越远其温度越低。     

云内4100柴油机增压中冷机型的试验研究

对4100QBZL所配用的中冷器的阻力特性和冷却性能，以及发动机的动力性，经济性排放性能进行了试验研究。试验结果表明，中冷器的阻力较小，冷却能力很强。增压中冷后发动机的动力性有较大提高，排气温度下降，增压中冷发动机的排放性能较好。     

新型喷钼活塞在柴油机上的应用研究

采用氧-乙炔火焰喷钼工艺对活塞表面进行喷钼处理,提高活塞的耐磨性和表面硬度。通过进行台架试验,测量了柴油机采用喷钼活塞时的油耗、功率、扭矩、排温等性能参数,分析喷钼活塞的实际效果。研究结果表明,与原机活塞相比,柴油机采用喷钼活塞后,标定工况点的燃油消耗率下降约2.6%;功率提高5kW,最大扭矩点扭矩提高10N.m;排温下降8℃左右。     

基于内部EGR率控制的柴油机排气凸轮型线仿真设计研究

以某6缸增压柴油机为研究对象,运用GT-Power仿真分析软件,在目标发动机2 200r/min和1 800r/min常用工况转速下,分析了内部热EGR率对NOx、PM、CO排放量的影响,研究得出了重型车用柴油机内部EGR率的最佳控制范围在10%左右。在此基础上,进行了二次排气凸轮开启相位对内部EGR率控制效果的仿真分析,总结出了二次开启排气凸轮的相位、升程、包角等特性参数对柴油机功率、燃油消耗率及EGR率的影响规律。最终确立了能够进行二次开启的、具有内部EGR功能的排气门凸轮设计方案,建立了排气凸轮基本型线的数学模型。针对目标样机开展了型线特性参数对燃油消耗率、功率及EGR率的影响分析。