采用缸内直接喷射的新型汽油机燃烧系统（2）：发动机性能及燃烧特性…

经过优化后，采用缸内直接喷射分层燃烧的单缸及发动机取得了良好的动力性，经济性和排放性能，经济性优于同一缸径的国产６缸化油器式汽油机，与同样采用缸内直接喷射的日本ＯＳＫＡ式燃烧系统相比，本系统的排放性能较优，以测得的缸内示功图为基础，对本系统的放热率及其它燃烧特性参数进行了分析。     

基于气道喷射的汽油机全负荷工况燃油喷射控制策略研究

通过对一台气道喷射式汽油机应用模拟仿真方法,研究了喷油器参数对混合气形成过程的影响;通过试验分析,研究了不同燃油喷射时刻对全负荷工况下动力性与排放的影响。仿真与试验结果表明:喷油器改进设计后,通过对喷油器喷雾角度、安装角度及安装位置的调整,能够形成开阀喷射所需要的均质混合气;通过对燃油喷射时刻的寻优发现,在全负荷工况,转速为1 200~5 600r/min下,存在最佳开阀喷射的喷油结束角(EOI),EOI为420°曲轴转角时,发动机动力性与闭阀喷射相比能够提升了1%~2%,且THC排放保持不变。而转速为6 000r/min时,闭阀喷射的动力性较佳。     

缸内直喷汽油机燃烧控制策略及实现

本介绍了基于两次燃油喷射的缸内直喷汽油机的开发，着重介绍其中的喷油电控系统。两次燃油喷射技术被用来控制混合气形成和燃烧，以降低燃烧系统设计的复杂程度。设计开发了控制两次喷油的时间及喷油量的电控系统，可以精确控制高压旋流喷嘴的喷雾。进行了改变喷油参数对发动机性能影响的试验，结果表明：第二次喷油时刻及一、二次喷油量分配比例对发动机性能影响较为显；在空燃比接近18时，发动机燃油经济性较好。     

采用缸内直接喷射的新型汽油机燃烧系统（1）：多参数对发动机性能的…

本提出了一种采用缸直接喷射的新型汽油机燃烧系统，在压缩冲程的后期，用顶端油孔分布不均匀的多孔油嘴将汽油直接入气缸，火花塞布置在油束较密的部位，以保证可靠的点火对供油系统，点火系统，燃烧室，缸内空气运动等多种参数进行了优化，阐述了它们对燃烧系统的影响规律。     

五气门汽油机气道内二次燃油喷射技术的研究

在汽油机低压供油的前提下,提出了“气道内二次燃油喷射”的概念,用于优化缸内混合气的分布,消除传统单次喷油分层燃烧所存在的弊端。在发动机的一个工作循环内,第１次喷射的燃油在缸内形成均质稀混合气,第２次喷射的燃油将火花塞周围适当加浓。在自行设计的五气门汽油机上所进行的初步试验证明：与普通稀燃单次喷油方式相比,这种新喷油方式能够提高发动机稀燃能力２个空燃比单位,具有显降低燃油消耗的作用。     

汽油机燃烧过程中气缸内对流换热的数值模拟

本文对Morel的汽油机缸内对流换热模型进行了改进,把一维模型应用于燃烧过程的计算,可以体现汽油机燃烧时缸内温度、组分浓度和湍流的空间变化对对流换热的影响,得到燃烧时对流换热量随时间的变化和在缸内的径向分布情况.计算实例表明,面积平均的对流换热系数远大于Woschni公式得到的计算值,缸内热流量的变化与火焰面的位置有密切关系.应用本文的数值模拟方法,还可以预测发动机的几个参数改变时,对流换热量的相应变化情况.     

两次喷油--在气道内喷射式汽油机上组织稀混合气燃烧的新概念

本文在论述普通分层燃烧缺点的基础上,提出了以两次喷油技术来组织进气道喷射式汽油机稀混合气燃烧的新概念。即将每循环所需的燃油量分作两部分在不同时刻喷射：一部分为在缸内形成均质混合气提供条件;另一部分为保证着火而在缸内气流的配合下,将火花塞周围的混合气加浓。这样既可调节火花塞附近的混合气浓度,又可调节大空间的稀混合气浓度,从而避免了普通分层燃烧中常见的因分层度过高而带来的诸多缺点。通过在五气门电控汽油机上,结合涡流控制阀进行的稀燃试验,证实了这种方案的优越性     

汽油机缸内反滚流辅助气道的流动特性

为改善汽油机稀燃性能,开发了一种可形成反滚流运动的辅助气道,进行了流动性能的实验研究．稳流实验台测试结果表明,仅采用辅助气道时,无量纲滚流强度最大为0．39,证实了设计的辅助气道具有较强的反滚流能力,有利于汽油机在部分负荷时实现稀薄燃烧,改善燃油经济性．增加辅助气道后,流量和流量系数比仅采用主气道时增大10％左右,并可以形成较强的斜轴涡流,有利于改善汽油机全负荷运行时的动力性能．     

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％。     

早喷和气道喷射对汽油压燃燃烧和排放特性影响的研究

在一台经改造的单缸试验发动机上开展了早喷和气道喷射对汽油压燃低负荷工况燃烧和排放特性影响的试验研究。采用的两种喷射策略分别为早喷结合主喷及气道喷射(PFI)结合主喷。研究的喷射参数包括早喷时刻、早喷比例和气道喷射比例。结果表明:早喷和气道喷射的燃油主要影响后期的燃烧放热过程,燃烧始点和燃烧过程前期的快速放热部分主要受主喷控制。早喷和PFI油量喷射比例增大时,着火推迟,燃烧相位推后,NOx排放降低,后期燃烧速度提高,燃烧持续期缩短,燃烧终点提前。早喷造成的湿壁会降低燃烧效率,增加未燃碳氢化合物和CO的排放。     

缸内直喷汽油机HCCI燃烧对压缩比和辛烷值的适应性研究

在缸内直喷汽油机（GDI）上采用多次燃油喷射和可变配气技术来控制缸内混合气形成和燃烧,实现了SI/HCCI复合燃烧方式。研究了不同压缩比和辛烷值对均质混合气压燃（HCCI）燃烧排放特性的影响。结果表明,汽油HCCI燃烧呈现单阶段燃烧燃料特性,HCCI着火发生在上止点附近时油耗低。低压缩比下,HCCI燃烧可以在较浓空燃比下工作,NOx排放较高。高辛烷值燃料HCCI燃烧可运行的负荷范围窄。汽油HCCI发动机在偏高压缩比条件下燃用偏低辛烷值汽油可以获得较好的经济性和排放性能。     

喷油策略对自由活塞直线发动机燃烧过程的影响

研究不同喷油策略对自由活塞发动机燃烧排放性能的影响,探索了适合自由活塞发动机柴油燃烧系统的喷油策略。基于AVL FIRE仿真平台,搭建三维动网格计算模型,通过台架试验数据,对试验喷油策略为矩形的缸压数据进行标定,验证了模型的准确性。然后对4种不同曲线形状喷油策略(普通三角形、等腰三角形、矩形和梯形)下的发动机燃烧放热及排放性能进行了仿真计算。研究结果表明:压缩上止点前采用矩形喷油策略缸内油气混合速率最快,压缩上止点后采用等腰三角形喷油策略更有利于油气混合;等腰三角形喷油策略下发动机峰值燃烧压力最大,最接近上止点,而且指示热效率最大,达到0.371;等腰三角形喷油策略下,缸内峰值燃烧压力和温度最大,NO排放最高而碳烟排放最低。     

汽油喷射稀薄混合气的燃烧

本文研究了汽油喷射发动机稀薄混合气燃烧具有重要意义的空燃比、涡流强度、点火时刻、排气再循环和喷油定时等参数对油耗率和循环波动率的影响，并与化油器供油的发动机作对比分析。结果表明，汽油喷射可燃用更稀薄的混合气，指出在影响汽油喷射燃烧的三个主要因素中，以涡流的影响最大，空燃比次之，喷油定时在上止点前５０°ＣＡ到后１０°ＣＡ之间时对燃烧的影响相对较小。     

喷油定时和燃烧室形状对柴油机燃烧及排放的影响

在保持压缩比不变的条件下,设计了3种不同径深比的燃烧室,并采用CFD数值模拟方法研究了喷油定时和燃烧室形状对柴油机燃烧过程、碳烟和NOx排放的影响.结果表明,随着喷油的推迟,各燃烧室NOx排放均呈下降趋势,碳烟排放则有所增加,尤其是缩口较小的燃烧室,其碳烟生成较多而氧化速率却很低,因此碳烟排放较高.此外,缸内温度为1500～2400K的区域是碳烟生成的主要区域,温度过低不利于碳烟的生成,而较高的温度会促进已生成碳烟的氧化.     

汽油／液化石油气两用燃料发动机的燃烧过程模拟

建立了汽油/液化石油气两用燃料发动机燃烧过程的双区模型,编制了计算程序。利用该程序可以对发动机燃油和燃气过程分别进行计算,并将计算结果与试验测量结果进行对比分析,两吻合良好。同时对影响发动机燃气性能的参数进行了预测计算。     

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。