二次喷油对点燃式可变滚流进气发动机稀燃影响的研究

利用二次喷油稀燃实验系统研究了二次喷油对可变滚流进气发动机稀燃特性的影响情况。首先，采用纯滚流可变滚流进气系统时，采用较大比例的二次喷油量可以获得更好的稀燃经济性。第二，最低油耗点所对应的喷油正时按照T1、T2和T3顺序依次提前；负荷较大时，对应的最低油耗点喷油正时也相应提前。第三，在可变滚流结构中，二次喷油可能造成局部混合气过浓．导致CO排放增加：同时．在稀燃情况下．增大滚流比可以降低发动机HC和NOχ排放。第四，增大滚流比可以改善发动机低速工况条件下的性能，但应避免机构对燃油喷注的阻隔作用。     

可变涡流对稀燃二次喷油火花点燃式发动机性能影响的研究

主要研究了火花点燃式发动机采用二次喷油技术实现稀薄燃烧时，可变涡流对燃油经济性的影响情况。研究结果表明，在负荷和涡流比较大时，采用较小的二次喷油比例可获得较好的燃油经济性。而在缸内不存在涡流运动时，则须采用较大的二次喷油比例才能获得较好的燃油经济性。在缸内气体存在一定强度的涡流运动时，发动机的比油耗随二次喷油正时的变化呈波动状变化；当涡流比为0时，喷油正时对发动机油耗率的影响则与有涡流运动存在时的情况明显不同。这说明涡流运动对二次喷油在缸内的分布存在明显的影响。     

四气门发动机可变滚流结构稀薄燃烧特性的研究

研究了可变滚流结构的稀薄燃烧特性。主要讨论了可变滚流结构对发动机稀薄燃烧时燃油经济性和排放特性的影响。结果表明 :在稀薄燃烧情况下 ,发动机负荷大小对 CO排放的影响不大 ,CO排放始终保持在 0 .5 %以下 ;HC排放则具有相似的变化趋势 ,但排放量随负荷增加而略有增加 ;负荷对 NOx 排放的影响主要表现在空燃比为 13～ 18的范围内 ,负荷越大 ,NOx 排放越大 ;对空燃比小于 13或大于 18的 NOx 排放影响较小。阀片位置 (或滚流比 )对发动机稀燃状态 CO排放的影响很小 ,而对 HC和 NOx排放则存在一定影响。在稀薄燃烧条件下 ,滚流运动更有利于改善低速高负荷时的燃油经济性。     

连续可变气门升程系统对增压直喷发动机燃油经济性影响的研究

为了深入分析连续可变气门升程(continuously variable valve lift,CVVL)系统对增压直喷(turbo-charged gasoline direct injection,TGDI)汽油发动机燃油经济性影响,通过对2 000r/min下0.2MPa和1.2MPa及5 000r/min下0.2MPa和1.2MPa这4个典型工况点的台架测试,对比分析了可变气门升程和可变气门正时(variable valve timing,VVT)对比油耗(brake specific fuel consumption,BSFC)的影响规律。结果表明:低负荷工况,比油耗随进气VVT提前和排气VVT推迟线性下降;降低气门升程,增加节气门开度,进气VVT可以进一步提前,排气VVT可以进一步推迟,从而形成米勒循环,使比油耗进一步降低。高负荷工况,气门全升程时比油耗更低,比油耗随进气和排气VVT提前而下降,但进气VVT对比油耗影响较小。     

二次喷油过程对稀燃汽油机性能影响的试验研究

利用气道内燃油二次喷射技术可以在气缸内形成准均质稀混合气，改善汽油机稀薄燃烧过程。在一台4缸16气门发动机上，利用自主开发的电控系统，固定两次喷油总量，改变两次喷油比例和二次喷油时刻等参数，可以实现对二次喷油过程的优化，改善混合气形成，从而改善燃烧过程，扩大稀燃极限。采用不同喷油比例，在不同空燃比时实现的节油率为7．7％～19．2％。空燃比越大，二次喷油比例对燃油经济性的改善越明显。选择合适的二次喷油时刻，在气流运动的作用下，有助于对火花塞附近区域混合气进行有效加浓。     

喷油提前角对非道路移动机械用柴油机性能的影响

以一台四缸非道路移动机械用柴油机为试验发动机,在喷油提前角为3℃A、1℃A和-1℃A条件下,对发动机的外特性、经济特性以及排放特性进行了研究。研究表明:喷油提前角的推迟,对发动机动力性影响不大;但对柴油机的经济性影响比较大,尤其是发动机运行在中高转速时;喷油提前角对排放也有较大影响,随着喷油提前角的推迟,CO和HC排放增加,NOx排放得到一定程度的改善;喷油提前角3℃A下的八工况点比排放得到大幅改善。因此,通过调整喷油提前角可使该非道路用柴油机达到拟国3排放法规的要求。     

四气门汽油机准均质稀混合气燃烧过程的实验研究

在一台未做任何结构改动的四缸、16气门进气道喷射产品发动机上，通过二次喷油技术形成优化的缸内准均质稀混合气浓度分布，从而实现准均质稀薄燃烧，性能实验结果表明，两次喷油可拓展发动机的稀燃极限1．5～2个空燃比单位，最高达23．5；发动机燃油消耗同原电控喷射发动机相比可降低19．1％；在整个空燃比范围内，经过优化的两次喷油稀燃的最低油耗较单次喷油稀燃下降6．5％。     

轻型柴油机EGR与喷油正时的协同性能研究

以一台高压共轨轻型柴油机为样机,研究废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)和喷油正时协同作用对发动机燃烧特性、燃油消耗率、氮氧化物(NOx)和HC排放的影响。研究结果表明:随着EGR率增大,缸内最大压力有所下降,瞬时放热率峰值有所减小。随着喷油提前角增加,缸内最大压力增大,瞬时放热率峰值先增大后减小。EGR率与缸内最大压力降幅、瞬时放热率峰值降幅均具有较好的线性关系。随着EGR率的增大和喷油提前角的减小,NOx排放降低,燃油耗增加,而且存在一个最佳的EGR率和喷油提前角的组合区域使HC排放达到最低。为了实现降低NOx排放的同时有效控制燃油消耗率和避免HC排放升高,低负荷时选择高EGR率并结合大喷油提前角的控制策略;中等负荷时选择适中EGR率结合适中喷油提前角的控制策略。     

小型农用柴油机最低油耗运转控制的研究

小型柴油机在农业机械中占有重要地位,故对其经济性的要求较高。本文以农用发动机油耗率最低化为设定控制目标,直接反馈运转中的油耗率,寻求最低油耗运转的喷油正时的最佳控制。试制系统由轻油喷射量和喷油正时两种控制系组成,试验机为小型农用预燃室式单缸机。试验是通过改变发动机转速和扭矩进行的。通过实机试验来评价试制系统效果,并对欠缺之处寻求改进方案。     

二次喷射对GDI发动机性能影响的试验研究

采用正交的方法对GDI增压发动机进行二次喷射试验,在2 500 r/min,1 MPa的工况下研究了二次喷射时刻与比例对燃烧、油耗率、排放的影响。试验结果表明:二次喷射时刻与比例对发动机性能的影响具有综合性,在二喷比例为30,喷油时刻为140℃A时,Co V最小,滞燃期最短,爆发压力最大,油耗率最低,排放性最优。     

电控半直接喷射二冲程汽油机的研究与试验

介绍了二冲程汽油机上采用的电控燃油喷射技术,包括燃油喷射系统的设计与喷油器的选择方法,以及喷油器安装位置的确定方法。研制了一套可以适用于二冲程汽油机的电控燃油喷射系统进行精确控制;采用电控低压半直接喷射系统后,发动机在全负荷时的燃油消耗下降显,同时功率与扭矩也稍有增加。     

喷油定时对ＣＡ１１０２Ｑ５气门汽油机稀薄燃烧性能影响的试验研究

对ＣＡ１１０２Ｑ５气门汽油机采用稀薄燃烧时喷油定时对燃烧稳定性以及油耗、经济性的影响进行了细致的试验研究。试验结果表明,对于２种不同的进气模式,在部分负荷下采用稀燃时,喷油定时对二进气模式燃烧稳定性的影响比三进气模式大;在发动机燃用稀薄混合气时,喷油定时对排放和经济性的影响较为明显。     

高压直喷点燃式发动机燃用航空煤油掺混乙醇对燃烧性能优化的试验研究

为提高航空煤油在点燃式发动机中的燃烧热效率,改善发动机爆震及拓宽发动机负荷范围,以3号航空煤油(RP3)为基础燃料,以乙醇为辅助燃料,基于一台单缸水冷、压缩比可调、四冲程点燃式发动机结合高压共轨缸内直喷技术,开展了不同负荷、不同乙醇和航空煤油掺混比、不同喷射压力、不同喷射时刻下航空煤油燃烧特性的试验研究。结果表明,在压缩比为7的条件下,由于爆震的限制,发动机负荷仅能达到原机的72.0%。而乙醇具有较强的抑制爆震的能力,随着乙醇在航空煤油中掺混比例的增加,发动机负荷区间不断拓展,当乙醇的掺混比为10%时发动机可实现全负荷工作。继续增大乙醇的掺混比例,可进一步提升功率并降低油耗。为探究喷油时刻对动力性、经济性的影响,试验测定了5种喷油时刻对燃烧性能的影响。当喷油时刻为压缩上止点前300°时,发动机具有较好的动力性;当喷油时刻为上止点前360°时,发动机具有较好的经济性。     

高效Atkinson循环TGDI发动机作为传统动力的研究

基于涡轮增压缸内直喷(TGDI)发动机,采用高几何压缩比和大范围可调的可变气门正时(VVT)机构,选择合适的阿特金森(Atkinson)循环率,在兼顾高负荷动力性的同时降低部分负荷的油耗,以解决阿特金森循环发动机动力性不足的问题。制作样机并进行台架试验,研究了阿特金森循环对发动机换气过程的影响和燃油经济性的改善效果及阿特金森循环对排放和动力性的影响。结果表明:阿特金森循环可以容忍更大的几何压缩比以提升热效率,同时有利于降低部分负荷下的泵气损失并提高低负荷时的燃烧稳定性,可降低油耗、颗粒物排放及高负荷时的爆震倾向;但进气门关闭推迟会严重影响发动机的动力性能,因此需要降低高负荷时的阿特金森循环率并提高增压压力。     

燃烧乙醇-柴油时发动机的性能与排放特性研究

在一台双缸直喷式柴油机上,对燃烧乙醇-柴油时发动机的燃油经济性和排放性进行试验。试验结果表明：与纯柴油相比,乙醇-柴油的当量燃油消耗率和CO排放量在较大负荷工况下有所减小,NOx和碳烟排放在各种工况下都显著降低,但HC的排放量增加;适当减小发动机的供油提前角,对提高燃油经济性和排放性有利。     

电控共轨喷油系统柴油机性能的研究

介绍了电控共轨喷油系统在柴油机上的应用;进行了直喷柴油机与电控共轨喷油系统的匹配试验;研究了共轨压力、喷油提前角及转速、负荷等工作参数对柴油机性能的影响。结果表明,对于不同的工况选择合适的共轨压力和喷油提前角,可以降低燃油消耗率和最高爆发压力,改善排放,达到对柴油机性能的综合要求。     

Part-load characteristics of direct injection spark ignition engine using exhaust gas trap

Internal exhaust gas recirculation (EGR) is an effective strategy to reduce pumping loss and improve fuel economy using mixture dilution than traditional external EGR. In this paper, the internal EGR was obtained by exhaust gas trap (EGT) using the negative valve overlap (NVO) method. The effects of EGT on the part-load characteristics, including energy conversion, combustion and emission characteristics were studied in a direct injection spark ignition (DISI) engine. The experimental results showed that EGT can save fuel consumption by 5–16% due to reduced pumping loss and improved combustion efficiency, while it also can increase the engine cyclic variation and combustion duration. The engine cyclic variation increases with increasing of the EGT level; this can be overcome by advancing spark timing to stabilize the combustion. The flame propagation and compression combustion occurred simultaneously when high EGT level and high compression ratio were adopted; the combined combustion can reduce combustion duration but increase the engine cyclic variation. The stratified mixture using the two-stage injection strategy can reduce the engine cyclic variation and shorten the combustion duration so as to improve the thermal efficiency. Moreover, the second injection mass ratio and timing take an important effect on the combustion and emission characteristics in DISI engines using EGT strategy.     

Effect of advanced injection timing on the performance of rapeseed oil in diesel engines

Combustion studies on both diesel fuel and vegetable oil fuels, with the standard and advanced injection timing, were carried out using the same engine and test procedures so that comparative assessments may be made. The diesel engine principle demands self-ignition of the fuel as it is injected at some degrees before top dead centre (BTDC) into the hot compressed cylinder gas. Longer delays between injection and ignition lead to unacceptable rates of pressure rise with the result of diesel knock because too much fuel is ready to take part in premixed combustion. Alternative fuels have been noted to exhibit longer delay periods and slower burning rate especially at low load operating conditions hence resulting in late combustion in the expansion stroke. Advanced injection timing is expected to compensate these effects. The engine has standard injection timing of 30°C BTDC. The injection was first advanced by 5.5°C given injection timing of 35.5°C BTDC. The engine performance was very erratic on this timing. The injection was then advanced by 3.5°C and the effects are presented in this paper. The engine performance was smooth especially at low load levels. The ignition delay was reduced through advanced injection but tended to incur a slight increase in fuel consumption. Moderate advanced injection timing is recommended for low speed operations.