可变涡流直喷汽油机流动及燃油喷射的数值模拟

建立了带可变涡流进气道的缸内直喷汽油机的三维数值模型,利用数值模拟方法分析了汽油机在2000r/min全负荷工况下,涡流调节阀开启和关闭时进气、喷雾及混合气形成过程。结果表明:低转速时,通过涡流阀开启和关闭可以改变进气门周围进气流动速度分布,进而调节缸内滚流强度;涡流阀关闭时,缸内滚流强度明显提高,是相同气门升程涡流调节阀开启时的4～6倍;较大的滚流强度加快了缸内燃油雾化速度,有助于在点火时刻形成浓度均匀一致的混合气。     

基于响应曲面法的煤油发动机气门正时优化

利用基于仿真的响应曲面优化方法,对改型的煤油活塞发动机气门正时多目标优化问题进行了研究。建立了发动机性能仿真模型,以进气/排气正时、点火提前角为优化变量,以提高有效功率和降低燃油消耗率为设计目标进行了响应曲面优化。分析结果表明：相对于原汽油机,改型的煤油机进气门开启时刻要推迟,排气门关闭时刻要迟后,并且要提前一定的点火提前角,以得到最佳的发动机性能;同时,应用响应曲面法可以提升仿真优化的效率。     

配气相位对发动机性能的影响分析

建立不同的进排气门相位的方案,通过试验分析不同的配气相位对发动机动力,经济以及排放性能的影响。试验结果表明:较大的进气门开启角和排气门关闭角,较小的进气门关闭角和排气门开启角,发动机有更大的扭矩输出、较低的比油耗表现以及更低的烟度,CO,HC等排放表现;而较小的进气门开启角和排气门关闭角,较大的进气门关闭角和排气门开启角,发动机的NOx排放值更低。     

可变气门正时对低速发动机动力性能的影响

为了探究可变气门正时对低速发动机动力性能的影响。首先对发动机凸轮轴相位可变进行需求分析,然后根据理论分析为某一无VVT配气功能的汽油机设计一套VVT系统,最后在发动机台架上分别对原发动机和VVT发动机进行低速时发动机功率、扭矩和转速性能进行试验。结果表明,VVT发动机与原发动机相比较扭矩提高了2 N·m,功率提高了2.5 k W,转速降低82 r/min,从而得出可变气门正时低速发动机动力性能有了显著的提高。     

直喷汽油机可变滚流进气系统实验研究

建立了可变滚流四气门直喷汽油机光学可视化气道实验台,利用粒子图像测速（PIV）系统对不同进气门开度、不同滚流调节阀工作状态下的缸内气流运动规律进行了实验测试研究。实验结果表明,缸内主要是绕气缸轴线垂直方向旋转的滚流运动;滚流阀开启时,缸内左右两侧分别形成逆时针和顺时针方向的两个大尺度滚流;滚流阀关闭时,进气门侧的气流减弱,排气门侧的流速明显增强,缸内出现了较强的单一顺时针方向滚流运动趋势;进气门开度较小时,改变滚流阀状态对缸内进气流动的影响很微弱。      

基于黑箱模型和RBF-PID的HCCI发动机燃烧正时控制

由于均质充气压缩点燃(HCCI)发动机缺少直接控制其燃烧的手段,导致HCCI发动机的燃烧正时控制成为HCCI发动机的研究热点。以HCCI发动机进气歧管的温度和压力、燃油当量比、转速以及进气门关闭正时为输入,利用BP神经网络建立用于估计HCCI发动机燃烧正时的黑箱模型。在此模型基础上,以进气门关闭正时为控制量设计了PID控制器,并利用径向基神经网络对其参数进行整定,以实现对燃烧正时的反馈控制。实验结果表明,BP神经网络估计模型对HCCI发动机燃烧正时的估计误差小于0.4(CAD),能实现准确的估计;此外,与传统的PID控制器相比,设计的RBF-PID控制器在超调量、调节时间以及抗干扰性等性能方面均有改善。     

进气管道长度对汽油机动力性能影响的研究

为了研究进气系统管道长度对某四缸汽油机动力性能的影响,在试验的基础上,借用先进的发动机性能计算软件GT-Power,对该款汽油机的动力性能进行了模拟计算。分析了进气系统管道长度对该汽油机动力性能的影响,得到了其影响规律,为该款汽油机动力性能改善指明了方向。     

进气谐振器容积对汽油机进气性能的影响研究

针对发动机进气谐振器容积会对发动机的进气性能产生重要影响这一问题,利用AVL-BOOST软件建立了汽油机的仿真模型,并详细介绍了该模型的建立过程。根据所建立的模型,通过改变谐振器的容积,在不同的转速下进行了发动机的仿真计算,最后进行了比较和分析计算。研究结果表明,谐振器的容积对发动机进气性能有很大影响,通过适当改变谐振器容积最多可以提高原机1.4%的充量系数;针对这款480发动机,谐振器容积最好选择在0.6 L~1.0 L之间;不同的机型还需要通过计算合理进行选择。     

LIVC策略对增压汽油机性能影响的研究

基于某款增压汽油机,使用AVL BOOST软件研究进气门晚关策略以及压缩比对发动机的性能影响。研究表明:在2000rpm部分负荷时,进气门关闭角推后50°CA,有效燃油消耗率最大可降低3.9%;压缩比由9.5提高至12.5,有效燃油消耗率最大可降低6.86%;若增压比保持不变,则2000rpm外特性扭矩下降15.0%。     

汽油机可变配气正时机构的数值模拟

可变配气正时系统是汽车工业发展的一个重要的技术成果。目前,它已作为提高发动机性能运用的最广泛通用技术运用在发动机上。进气气流在进气道和气门附近受到的阻力较大,直接导致发动机性能下降。传统的发动机配气系统,只能优化发动机在某些特定工况(如高转速、高负荷)下的性能。相较传统的发动机配气正时相位不改变的状态,可变气门正时技术可以有效适配发动机所有运作工况。这对于提高发动机的性能,具有十分明显的好处。     

进气温度对PFI汽油机性能影响的对标研究

通过发动机对标试验,对一台进气道喷射(PFI)的汽油机进行了外特性试验,研究进气温度对其动力性、经济性和排放的影响。试验结果表明:增加进气温度会降低PFI汽油机的动力性,当进气温度由25℃增加到60℃时,在发动机转速高于4000 r/min区域,外特性平均有效压力的降幅达到了10%。适当提高进气温度会提高PFI汽油机的经济性并优化其排放性能,但进气温度过高后会导致PFI发动机的动力性能和排放性能恶化。     

GDI发动机进气系统的优化分析

近来我国汽车业迅猛发展,随之而来的能源和环境问题也日益突出,如何提高发动机的动力、降低油耗和污染物排放成为了开发或者优化发动机的首要问题。本研究针对某款直喷式汽油机进气系统,基于一维发动机仿真软件GT-POWER,建立汽油机仿真模型,通过仿真计算,分析在不同工况下,进气系统的结构参数变化对汽油机性能的影响。进气系统包括:进气总管、歧管以及进气道的直径、长度和角度等。研究结果表明:在进气总管的直径为70mm、长度为37mm,歧管直径为43mm,长度为320mm时,此汽油机的性能相对最优。     

DVVT对发动机中低转速性能影响的仿真研究

介绍了调节进、排气可变气门正时(VVT)角度对发动机性能的影响。该试验在发动机转速为1 500r/min、全负荷的工况下进行。应用GT-Power仿真软件建立发动机模型,通过模拟仿真来分析进、排气VVT角度变化对发动机的燃油消耗率和扭矩的影响。研究结果表明:恰当的VVT角度能够调节气缸内残余废气量,提高汽油机充气效率。采用合适的仿真模型能够快速地找到性能最优的VVT组合,减少实际工作过程中的台架标定工作量。     

进排气包角对汽油机性能影响的仿真优化研究

针对一款进气歧管喷射的废气涡轮增压汽油机建立了一维性能的仿真计算模型,进行了不同进排气包角对汽油机性能影响的优化仿真计算及对比研究,并对优化结果进行了试验验证。研究结果表明,所建立的一维性能计算容腔模型和管道模型均能满足计算精度要求,其中容腔模型更为准确;汽油机低速运行时,应采用较大的进气包角和较小的排气包角,而汽油机高负荷运行时,采用尽可能大的进气包角和较大的排气包角能获取更为优越的经济性和动力性;汽油机转速、进气量以及循环残余废气量是汽油机性能变化的重要影响因素。     

基于AMESim软件的汽油机进气歧管和气门正时优化

为满足中低速较低油耗和较高扭矩输出,用AMESim软件对某小型涡轮增压汽油机进行了一维热力学过程仿真。在对仿真模型标定后,对所研究发动机的全负荷性能进行了优化。对进气歧管长度、气门正时对扭矩、充气效率和油耗的影响进行了计算分析。为克服高速和低速之间的矛盾,对采用可变气门正时策略进行了分析。结果显示,利用进气谐振效应合理地匹配进气歧管长度并对气门正时优化后,发动机中低速端扭矩和燃油消耗率都得到有效改善。     

基于AVL-BOOST的汽油机性能仿真研究

在AVL-BOOST软件环境中建立了汽油机模型,选择适当的传热和燃烧模型,设置边界条件进行仿真,得到转矩、功率和燃油消耗率在不同转速下的变化曲线。分析不同种类进气歧管对发动机整体性能的影响,为进一步优化发动机性能指明了方向。     

进气管道结构对单缸发动机动力性能的影响

对发动机的进气过程进行了理论分析,并对进气管道和谐振器的结构参数进行了理论计算。单缸摩托车汽油机的试验结果表明,在某一转速范围内,合理设计进气管道和谐振器的结构,可以有效利用进气惯性和谐振来提高摩托车发动机在该工况下的动力性能,并且在这个转速下,有一最佳管长与之对应。     

以中高转速区性能为目标的单缸柴油机配气凸轮优化

使用AVL BOOST建立186FA柴油机的仿真模型,通过模拟计算得到速度特性下配气相位对样机工作性能的影响,分析表明配气正时对不同转速下柴油机性能的影响存在差异,进气迟闭角对高转速区的性能影响较显著,排气提前角对泵气损失影响最大,进气提前角主要影响高转速区的充量系数,而排气迟闭角对低转速区的充量系数影响显著。以柴油机中高转速区的性能为主要目标,对配气相位进行优化,并将优化后的配气相位用于凸轮型线的设计中。使用优化后的配气凸轮进行试验,结果显示,在速度特性曲线上相同功率时,优化后的配气凸轮可提高柴油机在中高转速区的经济性,其中标定工况下比油耗减少了4.66g/(k Wh),降低了约1.68%,充量系数由0.82增加到0.84,升高了2.44%。     

进气管道结构对单缸发动机动力性能的影响

对发动机的进气过程进行了理论分析,并对进气管道和谐振器的结构参数进行了理论计算.单缸摩托车汽油机的试验结果表明,在某一转速范围内,合理设计进气管道和谐振器的结构,可以有效利用进气惯性和谐振来提高摩托车发动机在该工况下的动力性能,并且在这个转速下,有一最佳管长与之对应.     

进气相位对三角转子气动发动机性能的影响

分析了三角转子气动发动机的配气系统特点,采用旋转阀式配气机构的工作过程,建立了发动机工作过程的数学模型,在进气压力为0．6MPa的情况下,针对不同的进气提前角和进气持续角对发动机的性能进行了数值仿真。仿真结果表明：进气相位在高速时对气动发动机性能影响大;设置合适的进气提前角对发动机的整体性能有利,且提前角随着发动机的转速的提高而增大;设置最佳的进气持续角对发动机的动力性能有利,且随着转速的提高进气持续角减小。因此在三角转子气动发动机设计工作过程中,需要设置合适的进气提前角和进气持续角,提高三角转子气动发动机的动力性能和经济性能。