在稳定性指标制约下汽油机应用稀燃和EGR的局限性

本文应用微机检测发动机稳定性指标,在一台采用涡流室火花塞组成快速燃烧系统的汽油机中,对影响燃油消耗率、NO_x排放和稳定性指标的主要参数如空燃比、点火提前角和废气再循环率进行了试验研究。结果进一步表明:在稳定性指标制约条件下,稀燃能节油,但不能降低NO_x排放;EGR能降低NO_x排放,但不能节油。     

电控LPG发动机稀燃技术影响因素的试验研究

针对某小型单缸汽油机进行了LPG化改造,介绍了系统的组成并开发了发动机试验控制系统用于LPG发动机稀薄燃烧技术的研究.研究结果表明:不同的燃烧室形式对稀燃热效率和NOx排放水平具有重要影响,在稀燃状态下直口碗型燃烧室比浅碗型燃烧室的排放性和经济性好.发动机的转速、负荷、压缩比、点火提前角以及火花塞间隙等运转或结构参数是影响LPG发动机稀燃极限的主要因素,负荷和转速提高以及压缩比和火花塞间隙增加,均使稀燃界限拓宽;合理的点火提前角也有利于稀限拓宽;通过对各参数的优化可以拓展LPG发动机的稀燃极限,在保持LPG发动机低排放的情况下可将发动机的动力性基本恢复到原汽油机的水平.     

稀燃条件下主动预燃室式直喷汽油机燃烧和排放特性研究

为明晰不同点火方式对汽油机稀薄燃烧特性的影响规律,在一款排量为0.5 L的研究型单缸机上试验研究了传统火花塞和主动预燃室两种不同点火方式下发动机燃烧及排放特性,探索主动预燃室拓展稀薄燃烧极限的多种影响因素.研究结果表明,稀薄燃烧可有效降低油耗,提高发动机热效率.传统点火线圈的稀燃极限处于过量空气系数1.5附近,最高指示...     

用PLIF法研究缸内直喷发动机稀燃分层与当量比分层策略

采用平面激光诱导荧光法定量研究缸内直喷汽油机在稀燃分层和当量比分层的不同控制策略下火花塞附近的混合气分布,并根据图像结果讨论了多种策略下火花塞附近燃空比分布状态和循环变动状态,以及对混合气分布情况的评价方法.对于平均当量比为0.4的稀燃策略,恰当的二次喷射可以在火花寒附近适宜点火的浓区.当量比下大部分策略都能在火花塞附近达到可以点火的混合气浓度,但缸内浓区中心的位置不同.对当量比下100°CA BTDC第二次喷射的3种策略的分析表明,6:1喷射形成分层均质效果相对最好.对连续多个循环的循环变动的分析表明,大部分情况下火花塞附近混合气最高浓度的变动值小于±15%,部分策略产生的循环变动在±10%以内.     

主动预燃室式直喷汽油机稀薄燃烧性能研究

为明晰不同点火方式对汽油机稀薄燃烧特性的影响规律,在一款排量为0.5L的研究型单缸机上试验研究了传统火花塞和主动预燃室两种不同点火方式下发动机燃烧及排放特性,探索主动预燃室拓展稀薄燃烧极限的多种影响因素。研究结果表明,稀薄燃烧可有效降低油耗,提高发动机热效率。传统点火线圈的稀燃极限处于过量空气系数1.5附近,最高指示热效率为45.0%,而采用主动预燃室系统后,稀燃极限可进一步拓展,过量空气系数可达2.0,指示热效率提升至46.5%,氮氧化物排放比采用传统火花塞点火技术时降低约88%;主动预燃室匹配高压缩比14.80的燃烧系统,可进一步拓展稀燃极限至过量空气系数2.1,指示热效率可达48.0%,氮氧化物排放继续降低,在过量空气系数采用2.1时NOx排放最低可达58×10-6。     

高效稀燃发动机预燃室试验研究北大核心CSCD

为了研究预燃室点火技术的稀燃点火能力及预燃室点火技术对发动机性能的影响,用热力学单缸机试验的方法对比研究了不同点火方式的点火能力,并研究了预燃室点火条件下,进排气相位、滚流气道、预燃室设计对发动机性能的影响。研究结果表明:与传统的火花塞点火线圈点火方式相比,主动预燃室点火能量大,能稳定点燃λ>2.4的均质稀燃混合气,有效拓展稀燃极限;在预燃室点火条件下,通过优化进排气相位和滚流气道,结合合理的预燃室设计参数及发动机工况点的优化能提升热效率,试验测试已实现52.5%的指示热效率。     

稀燃汽油机混合气分层优化技术

采用“气道内二交燃油喷射”技术以实现汽油机稀混合气燃烧。将每循环所需燃油量分两部分喷射,一部分燃油为缸内提供均质稀混合气,另一部分燃油借助地气流动和适时喷射使混合气形成“局部分层”。在一台五气门汽油上实验证实,这种新喷油方式能够节油17%,比传统稀燃方式提高稀燃能力2个空燃比单位,并进一步降低HC和NOx排放浓度30%-50%,调节两部分喷油的分配比例,可自由控制火花塞周围混合气浓度及其它区域混合气的浓度。     

汽油机高压缩比快速稀燃系统及其爆震控制

本文介绍了一种汽油机用高压缩比快速稀燃系统及其爆震控制点火系统，通过试验研究，对该系统的稀燃特性，爆震特性以及经济，动力性能等进行了分析。     

点火系统能量的测量和模拟及其对发动机性能的影响

本文研宄单缸汽油机点火参数对循环变动和油耗率的影响。测量了点火线圈高、低压两端的点火能量,并用无源元件的简单模型预测了性能。通过改变火花塞间隙和线圈通电时间来改变火花能量。用专用的热量计测量了火花能量,以寻求发动机性能与火花能量的关系。试验工况是低速、部分负荷并燃用稀混合气,因为该工况下的循环变动量较大。试验证明了大间隙火花塞的转换效率较高,且发现了火花塞间隙比火花能量对决定发动机的性能更重要。     

车用发动机火花塞匹配特性试验研究

以自然吸气式发动机为对象,研究了全负荷工况下火花塞的热值及点火需求电压匹配特性.试验结果表明：在基础空燃比和点火角下,火花塞温度随转速升高而升高;空燃比每减稀0.05,火花塞最高温度升高约10℃;点火角每提前1.5℃A,火花塞温度升高约15℃;在不同的工况下,发动机无早火发生,相对空燃比而言,点火角对发动机后火影响更明显;火花塞电极间隙对点火需求电压影响较大.间隙1.2mm时,最大点火需求电压为20.2kV,急加速时最大点火需求电压约为25kV左右.     

进气道和燃烧室形状对火花点火发动机燃烧过程影响的研究

本文针对ＣＡ６１０２发动机燃烧慢、循环变动率偏大等问题，对进气道和燃烧室进行了改进。研究了不同进气道和燃烧结构（六种匹配方案）对燃烧过程和性能的影响，发现涡流比和性能之间无单调的相关关系，与燃烧期之间存在二次抛物线型的逆变相关关系，ＣＡ６１０２发动机合适的涡流比在０．９左右，燃烧室设计因素中火花塞的位置对燃烧过程和性能影响最大，火花塞靠近中心布置方案同原机相比，最低燃油消耗率降低了４．１％，最大扭     

火花塞电极离子电流的初步探讨及其应用研究

通过分析和研究流经火花塞电极之间的离子电流,提出了直接利用火花塞电极作为传感器检测汽车发动机燃烧室内工作过程信号的新方法。在火花塞电极上加一偏置电压,当燃气燃烧时,燃气与氧气发生作用并产生大量离子,燃气离子通过火花塞电极间隙即可形成离子电流。本文对离子电流的检测原理,离子电流的基本特性进行了详细的分析和研究,对离子电流及信号电压与偏置电压的关系,离子电流和信号电压与火花塞电极间隙之间的关系进行了试验研究,并成功地检测出发动机燃烧膨胀行程中的离子电流信号,为将火花塞作为检测传感器进行深入细致的研究奠定了基础。     

S195柴油机燃用纯甲醇、采用多火花助燃的研究

本文介绍了在S 195柴油机上燃用纯甲醇、采用多火花助燃的研究结果。选取合适的火花塞电极间隙、电极间隙与喷注空间匹配和正确的喷油、点火定时是保证非均相可燃混合气可靠着火燃烧的关键。当优化了上述参数后,发动机能在广阔的转速、负荷范围内稳定运行。燃用纯甲醇的柴油机与燃用柴油时热效率接近,并能实现无烟燃烧。试验表明,这种高压缩比、强涡流的柴油机对多火花点火系统有更好的适应性。     

A hydrogen injection system with solenoid valves for a four-cylinder hydrogen-fuelled engine

A four-cylinder four-stroke water-cooled gasoline engine with spark ignition is refitted to an in-cylinder injection spark-ignition hydrogen-fuelled engine, and the concept of its test apparatus is set up. The study to be reported in this paper focuses mainly on modification for its hydrogen supply system and combustion system to solve such problems as small power output and abnormal combustion in a hydrogen-fuelled engine. A fast response solenoid valve, which possesses good switch characteristics and very fast response, and its electronic control system are described. A high pressure hydrogen injector is designed to improve hydrogen jet penetration and mixture formation in the combustion chamber, and to prevent backfire occurring in the hydrogen supply pipe between the fast response valve and the combustion chamber. Ignition by spark plug is adopted and an Intel 8098 chip microprocessor is developed to control ignition and injection timing optimally. This study shows that abnormal combustion, such as backfire, pre-ignition, high pressure rise rate and knock, can be controlled and performance of the engine can be improved by means of this system.     

495G汽油机燃烧系统的改进设计

为改善495G汽油机的动力经济性能和排放特性,本文从燃烧室形状、火花塞位置及可燃混合气运动等几方面对原燃烧系统存在的问题进行了分析,并提出相应的改进措施。     

干扰及偏置电压对火花塞检测信号影响的试验研究

研究了在用火花塞作为传感器直接测量发动机燃烧状态的检测电路中,各种干扰以及电路中所加偏置电压对检测信号的影响,对由火花点火的高频信号和交流工频信号所产生的干扰进行了试验研究,提出了具体的解决措施和方案,另外在研究中还发现,当偏置电压不同时,通过火花塞所产生的离子电流的幅值和持续时间不同,在检测信号中出现单峰和双峰现象,由点火所产生的离子电流信号与集团电压的值关系较大,而燃烧后期所产生的离子电流信号与缸内的压力温度有直接关系,通过对DA462－A型发动机的试验研究,获得了较为理想的火花塞检测电路和离子电流信号曲线,为用火花塞作为传感器实现汽油发动机缸内燃烧信号的检测奠定了试验研究基础。     

采用离子电流分析法实现发动机爆震信号的正确检测

本描述了了种直接利用火花塞电极作为传感器检测发动机爆震的方法。作在章中详细分析及讨论了离子电流的产生机理及影响其测量的因素，并利用这一方法在发动机做了大量的试验研究，获得了宝贵的第一手资料。为了获得正确的信号检测，作在火花塞电极上加一定的直汉电压、使其能灵敏的感受燃气密度的变化。     

缸内直接喷射式汽油机点火稳定性的数值分析

缸内直接喷射式汽油机的一个显著特点是依靠火花塞点燃喷入缸内的汽油油束。由于缸内混合气浓度极不均匀，所以其点火及火焰传播过程与普通均质燃烧式发动机有很大的不同。火焰核心的稳定形成及初始火焰发展对缸内的整个燃烧过程有极其重要的影响。本文利用二维两相混合模型模拟喷雾过程，利用一个详细的准维模型模拟火花塞的点火过程，并采用特殊处理方法使两个子模型相匹配，计算了缸内直接喷射式汽油机从喷雾到形成稳定火核的全过程，分析了多种因素对点火稳定性的影响，尤其是对涡流比、点火时刻和喷油定时之间的适当配合进行了模拟分析。计算结果对优化实验有明显的指导作用。     

缸内直喷周向分层燃烧系统火花塞附近油束发展历程的试验研究

采用高速摄影技术研究了缸内直喷周向分层（简称DICSC）燃烧系统火花塞附近两根油历史潮流的发展历程。研究结果表明,喷雾混合过程中燃油碰壁、反弹现象非常明显,大多数燃油的雾化与蒸发产生于油束碰壁以后。靠近壁面处燃油浓度最大,向燃烧室中心方向浓度逐渐降低,沿周向、顺涡流方向形成了明显的由浓到稀的分层。因而,为了保证较好的着火稳定性,在DICSC燃烧系统中火花塞靠近壁面布置并处于油束下游一定角度比较合适,此外有浓度合适、易于点燃的混合气以便火焰能够顺利扩展。另外,还研究了不同涡流比和油束夹角下的油束发展历程。     

Experimental study of stratified lean burn characteristics on a dual injection gasoline engine

Due to increasingly stringent fuel consumption and emission regulation, improving thermal efficiency and reducing particulate matter emissions are two main issues for next generation gasoline engine. Lean burn mode could greatly reduce pumping loss and decrease the fuel consumption of gasoline engines, although the burning rate is decreased by higher diluted intake air. In this study, dual injection stratified combustion mode is used to accelerate the burning rate of lean burn by increasing the fuel concentration near the spark plug. The effects of engine control parameters such as the excess air coefficient (Lambda), direct injection (DI) ratio, spark interval with DI, and DI timing on combustion, fuel consumption, gaseous emissions, and particulate emissions of a dual injection gasoline engine are studied. It is shown that the lean burn limit can be extended to Lambda= 1.8 with a low compression ratio of 10, while the fuel consumption can be obviously improved at Lambda= 1.4. There exists a spark window for dual injection stratified lean burn mode, in which the spark timing has a weak effect on combustion. With optimization of the control parameters, the brake specific fuel consumption (BSFC) decreases 9.05% more than that of original stoichiometric combustion with DI as 2 bar brake mean effective pressure (BMEP) at a 2000 r/min engine speed. The NO_x emissions before three-way catalyst (TWC) are 71.31% lower than that of the original engine while the particle number (PN) is 81.45% lower than the original engine. The dual injection stratified lean burn has a wide range of applications which can effectively reduce fuel consumption and particulate emissions. The BSFC reduction rate is higher than 5% and the PN reduction rate is more than 50% with the speed lower than 2400 r/min and the load lower than 5 bar.