火花点火发动机未燃碳氢排放的研究

本文归纳了作者在攀登计划中所从事的研究工作，详细介绍了本课题的研究内容及研究成果，它包括火焰淬熄机理，狭缝与火焰传播，碳氢的形成机理和主要生成源，各主要生成源所占比例，碳氢预测模型，影响因素，碳氢的净化方法等     

火花点火发动机燃用含氧燃料对冷起动和怠速时未燃碳氢排放影响？…

本文以在汽油中掺混不同体积百分比乙醇形成“模型”燃油的方法，研究了含氧燃料对火花点火发动机冷起动和怠速时未燃碳氢排放的影响。实验结果表明：燃油的挥发性和汽化潜热的大小对这两种工况的未燃碳氢排放有很大的影响。掺混１５％的乙醇能有效降低冷起动时的未燃碳氢排放。     

火花点火发动机燃用含氧燃料对冷起动和怠速时未燃碳氢排放影响的实验研究

本文以在汽油中掺混不同体积百分比乙醇形成“模型”燃油的方法，研究了含氧燃料对火花点火发动机冷起动和怠速时未燃碳氢（ＨＣ）排放的影响。实验结果表明：燃油的挥发性和汽化潜热的大小对这两种工况的未燃碳氢排放有很大影响。掺混１５％（Ｖｏｌ）的乙醇能有效降低冷起动时的未燃碳氢排放。     

火花点火发动机未燃碳氢预测模型

本文建立了火花点火发动机顶岸间隙、缸套壁面润滑油膜和缸内壁面积碳层处未燃碳氢生成和释放过程的预测模型以及缸内、排气管中未燃碳氢氧化模型，并利用模型预测了发动机排气未燃碳氢量。计算结果表明，本模型的预测结果能较好地与实验结果吻合。     

运转参数对火花点火发动机未燃碳氢排放影响的实验研究

开展了转速、混合气浓度、点火提前角、节气门开度、润滑油温度对火花点火发动机排气末燃碳氢影响的实验研究，并分析了运转因素对碳氢排放的影响。实验结果表明，提高发动机转速，燃用较稀混合气，适当推迟点火和提高润滑油温度，均可降低发动机排气末燃碳氢浓度。     

火花点火发动机燃烧室沉积物未燃碳氢排放的理论与实验研究

本从实验和理论两个方面来系统地研究火花点火式发动机燃烧室沉积物处未燃碳氢排放浓度随冷却水温，发动机转速，节气门开度和点火提前角等运转参数的变化规律，对发动机缸内沉积物未燃碳氢的生成过程和缸内，排气系统中未燃碳氢的氧化过程进行了模拟，对缸内沉积物未燃碳氢生成过程进行了详细的研究，找出了影响燃烧室沉积物处未燃碳室氢生成量的关键因素。此外还分析了燃烧室中沉积对发动机性能的影响。     

火花点火发动机冷启动和暖机过程未燃碳氢排放及控制

火花点火发动机冷启动和暖机瞬态过程中未燃碳氢的排放占整个测试循环总排放量的60％～80％,因而其控制越来越受到广泛的重视。从缸内燃烧过程组织和排气后处理两个方面,阐述近年来国内外火花点火发动机在降低该过程未燃碳氢排放方面的研究成果及存在的问题,并且探讨了寻求新的降低未燃碳氢的方法和技术。     

燃烧室沉积物对火花点火发动机碳氢排放的影响

为了弄清燃烧室沉积物对发动机排气碳氢的影响，使用一台实验用单缸火花点火发动机来形成燃烧室沉积物。在燃烧室沉积物存在的条件下，开展了不同工况下碳氢排放的实验研究，分析了燃烧室沉积物对发动机动力性和燃油经济性的影响。实验结果表明：当发动机运行一段时间后，其燃烧室表面沉积物将达到一稳定平衡厚度，此时排气碳氢浓度随转速的升高、冷却水温的增加以及点火推迟而降低。在本实验各类工况下，沉积物的存在将使发动机排气碳氢浓度增加２０％～３０％。同时沉积物的存在将使发动机的功率和燃油经济性有所提高（功率增加１．１％～１．６％，燃油经济性提高２．７％～３．０％），此现象被认为主要是因沉积物的隔热作用，而不是压缩比的增加所致。     

火花点火发动机的HC排放

本文综合国外火花点火发动机ＨＣ排放领域的研究成果，对动机燃料过程中部分燃料脱离主燃段及其在发动机缸内和排气系统内的不完全氧化和传输机理和以分析和讨论，总结了发动机在稳定工况和冷起动工况下ＨＣ排放形成的主要原因。     

燃油组成对火花点火发动机碳氢排放的影响

为了更好地弄清燃油组分对发动机排气碳氢的影响，在一台单缸发动机上开展了燃用汽油－正已烷和汽油－二甲苯混合燃料的研究，利用ＦＩＤ测量了总碳氢排放量。研究了不同混合比例下汽油－正已烷和汽油－二甲苯混合燃料对发动机碳氢排放的影响。给出了混合燃料与商品汽油的排放对比。研究结果表明：汽油－正已烷混合燃料较汽油碳氢排放低，汽油－二甲苯混合燃料较汽油碳氢排放高。认为亨利常数、扩散系数和蒸馏温度决定了燃油组分引起的缸内未燃碳氢数量。指出燃油组分对发动机碳氢排放有很大的影响。碳氢排放量与汽油中正已烷或二甲苯掺混比例成线性变化关系。汽油中正已烷增加１０％碳氢排放降低２×１０－４Ｃ，汽油中二甲苯增加１０％碳氢排放会增加２．２×１０－４Ｃ。     

车用柴油机起动性能研究

人们发现，一些满足排放法规的车用柴油机投入使用后，在寒冷地区起动困难，而且起动后排气管冒浓白烟，这不仅给用户带来不便，还污染环境，成为低排放车用柴油机需要解决的一个问题。本文介绍了解决这一问题所进行的试验研究工作。研究结果表明，过小的供油提前角是造成这个问题的主要因素，加大起动时的供油提前角是解决问题的关键。     

火花点燃式甲醇汽油发动机冷起动过程燃烧特性研究

随着欧Ⅲ及以上排放法规的实施,对发动机冷起动过程排放的控制显得越来越重要。在一台3缸进气道喷射汽油机上开展了甲醇-汽油对冷机起动及其后怠速暖机过程燃烧和排放特性影响的研究。缸内压力数据分析表明在汽油中加入甲醇,可以明显改善冷起动过程缸内燃烧。随着添加比例的增加,发动机起动后的50个循环火焰发展角和快速燃烧角都明显缩短,平均指示压力升高。研究中设计了一种新颖的准瞬态排放采样系统,测量了冷起动和暖机过程的HC和CO排放。环境温度5℃下测量结果表明,HC和CO排放随着甲醇添加比例增加明显降低,发动机燃用M30时,HC降低了40％,CO降低了70％,排气温度在起动200s时也比原汽油机升高了140℃。     

EGR对直喷式柴油机冷起动过程着火燃烧的影响分析

通过在一台135单缸直喷柴油机上分别进行内部EGR（IEGR）、外部EGR（EEGR）条件下的冷起动试验,分析了内、外部EGR对柴油机冷起动过程着火燃烧性能及排放的影响。加入内、外部EGR后,由于EGR中含有大量的燃油蒸气、部分氧化产物等活性成分,初始着火循环的着火燃烧性能得到显著改善。在冷起动过程中,加入一定量的内部或外部EGR,有利于提高燃烧过程的稳定性。但过大的外部EGR量,将导致发动机燃烧极度不稳定甚至失火。由试验结果还可以看到,加入适当的内、外部EGR,均能有效地改善冷起动过程的烟度排放。对于NOx排放,当采用外部EGR方式时,有明显的改善作用;但当采用内部EGR方式时,由于残余废气的热效应,NOx排放随内部EGR量的增大而增大。     

冷却液温度对柴油机冷起动HC排放影响的研究

柴油机在冷起动和暖车以及低负荷运转时会排出大量含有未燃碳氢（HC）的蓝烟，给周围环境带来很大的危害。本研究通过对一台高速直喷式柴油机进行的试验，得出了未燃HC排放与发动机冷却液温度之间的变化规律以及发动机转速与负荷对未燃HC排放量的影响，从而为改善柴油机冷起动和暖车以及低负荷运转时的未燃HC排放提供依据。     

降低汽油机起动及暖机过程中HC排放的探讨

根据实测的催化器入口、出口 HC排放浓度及排气管不同位置的温度 ,结合示功图对电喷汽油机冷起动时 HC排放量在台架上进行了模拟分析 ,将起动过程以节气门突开为界划分为 3个阶段 ,其中HC的主要排放量发生在开始起动到节气门开这一段时间内。通过控制点火提前角使缸内发生不完全燃烧 ,将燃烧延续到排气管内 ,即可降低 HC排放量 ,也有助于加速催化器起燃。