进气预热降低汽油机冷起动排放的研究

研究了不同进气温度、加热方式和蓄热箱容积对发动机冷起动排放的影响规律。结果表明，提高进气温度有利于减少冷起动阶段的HC、CO排放。最初参与缸内燃烧的新鲜空气的温度对冷起动HC排放有重要影响，对发动机进气歧管内的冷空气进行加热可以大幅度降低HC排放。蓄热箱容积一定时（30L），存在一个进气温度（70℃）可以使HC、CO排放改善得到最佳效果（分别降低36％和13％）。较强的蓄热能力，可以在较大温度范围内减少排放。     

基于GT-Power的进气节流EGR系统对柴油机性能影响的分析

利用GT-Power软件建立具有进气节流装置的6100涡轮增压柴油机仿真模型。在此基础上计算分析了进气节流EGR系统对柴油机的EGR率、燃油经济性和排放性能的影响。研究结果表明：通过加装进气节流阀,可以有效地增加柴油机各工况下的最大EGR率,进一步降低柴油机的NOx排放,但由于进气节流降低了柴油机的充气效率以及EGR的作用,因此会对柴油机的燃油经济性和微粒排放造成不利的影响。     

可变进气道发动机性能试验及分析研究

针对1台单缸电控4气门发动机进行了可变进气的改进设计,使发动机进气道的流量系数、涡流比、滚流比等流动特性,随着不同的运行工况而变化,从而达到优化发动机中低负荷性能的目的。对可变进气发动机进行的台架性能及排放试验结果表明:随着节气门开度从25%上升到75%,发动机功率提高了4.37%~2.56%,扭矩提高了4.21%~2.56%,燃油消耗率降低了4.89%~2.66%。在中低负荷时,可变进气可以优化发动机的动力和经济性能,但随着负荷的增大,改善的幅度减小。同时,可变进气可使HC、CO排放降低4%~9%,而NOx排放有所上升。     

空气变组分富氧进气发动机性能及其排放作用影响分析

针对富氧进气发动机性能及其排放作用和影响开展分析,并在单缸四冲程风冷点燃式发动机上进行试验,分别选择不同工况及21%、23%、25%的3种富氧进气浓度,进行发动机性能和排放研究.研究结果表明:富氧进气发动机动力性增强,经济性改善,排放性能优劣并存,其中功率提升、燃油消耗率降低、HC和CO排放改善,在较低富氧程度下作用更加明显,随着富氧程度的增加,作用逐渐减小;在较高富氧浓度下,尽管C0、HC排放仍然降低,但是N0x排放却大幅度提高,因此将富氧程度控制在23%左右.     

电控喷油五气门汽油机排气再循环性能的实验研究

以稀薄燃烧的汽油机电控喷油系统及排气再循环系统为实验平台，对可变进气五气门汽油机采用化学计量比时的排气再循环燃油经济性和排放性能进行了实验研究，结果表明，燃油消耗率明显改善(2．8％-5．5％)，NO，显著降低(90％-95％)，HC改善不明显．为了进一步挖掘稀燃发动机的低油耗和低排放性能，用稀燃运行时加入适量排气的方法，结果显示，NO，显著降低．     

基于满足Tier4排放法规的低颗粒排放燃烧系统开发的喷油策略研究

在一台非道路用中型发动机上展开了燃油喷射系统、进气系统以及废气再循环(EGR)系统控制策略的研究、开发.该方案旨在采用高压共轨燃油喷射系统,通过优化喷油嘴参数将发动机的颗粒(PM)排放控制在0.02g/kW·h以下.为了寻求NOx,PM排放及燃油经济性之间的最佳均衡关系,该燃油喷射系统具有较高的控制柔性,最高喷射压力可达200 MPa.阐明了该系统结合采用特殊特性的喷油嘴和燃烧室结构对降低PM排放的潜力.还阐明了控制机油消耗对于避免PM中含有大量可溶性有机组分的重要性.这种技术配置不但可以减少CO2排放和溶解到机油中的碳炯,而且从寿命周期费用角度考虑对用户来说也是非常有利的.     

双点火及补气对摩托车发动机性能影响的研究

针对摩托车发动机经济性差、排放高的问题,笔者在一台加装了双火花塞和进气补气系统的单缸摩托车发动机上,在不同转速条件下,就双火花塞点火和补气对内燃机燃烧与排放特性的影响进行了试验研究。试验结果表明,采用双点火配合进气补气的方法可以有效降低发动机CO、HC排放及比燃油消耗率。在转速为3500r.min-1的条件下,采用双点火配合进气补气的发动机比燃油消耗率较原机降低约12.5%。在发动机转速高于3000r.min-1时,采用双点火也可以在一定程度上改善发动机经济性并降低CO和HC排放。但NOx排放在双点火条件下较原机略有升高。     

改进摩托车发动机进气性能的研究

针对摩托车发动机结构紧凑、转速高的特点，在保证配气机构动力特性的基础上，对进气凸轮进行了改进设计；并在结构允许的前提下，对发动机进气系统也进行了相应的改进设计，使发动机的进气性能得到明显改善。试验表明，发动机扭矩最大提高9．5％，最大功率提高5．4％，发动机的燃油耗也有一定程度的改善。     

小排量增压汽油机进气压力对性能的影响研究

对465Q汽油机进行废气涡轮增压改造,研究了进气压力对增压发动机性能及排放的影响。增压后,发动机动力性能明显提升,增压压比越大,发动机的比功率越高;热效率提高,燃油消耗率下降,经济性改善;在低进气压力时,随进气压力增大,CO,HC排放减少,NOx排放增多;高进气压力时,随进气压力增大,CO,HC排放增多,NOx排放减少;CO,HC,NOx排放随转速的提高呈先增多后减少的规律;进气压力越大,发动机的放热率、压升率越高。     

快速空气加热器减少汽油机冷起动排放的试验研究

利用汽油机自身的燃油供应系统,建立了高压点火、低压喷射的快速空气加热器(RAH),使用这种加热器对汽油机冷起动过程的排放进行了试验研究.研究表明:RAH能快速加热进气,并且本身排放量较少.在环境温度为-2 ℃时,仅需加热32 s就能使进气温度由9 ℃上升至30 ℃,在发动机起动后还会继续升高.在发动机起动后最初40 s内,经预热的进气可使HC和CO排放分别降低46 %和36.4 %,在同样的时间燃用乙醇汽油,可使HC和CO排放分别降低33.4 %和11.1 %.结果表明RAH为有效的降低汽油机冷起动排放的装置.     

实际道行驶中汽车排放特性的研究

建立了一套用于道路行驶中气体排放测量的数据采集系统。利用这套系统可以直接和连续地测量道路行驶中气体排放的浓度。实验中还测量了发动机转速,燃油油耗,记录了车的档位。从这些测量数据中计算出了汽车尾气排放的排放因子（ｇ／ｋｍ）,得到了废气排放量与车速,加速度,负载和档位的关系,发现了一些稳态实验中观察不到的排放特性。     

基于欧VI排放标准的中型柴油机排气热管理试验研究

尾气后处理的转化效率受排温影响,而柴油机中低负荷下排温较低,难以满足要求。以某中型柴油机为对象,针对影响排温的进气节流阀(IAT)、电控废气旁通阀(EWG)和排气背压阀(EAT)进行了中低负荷稳态点控制策略的试验研究。试验结果表明:在满足低排放和低油耗的前提下,仅靠单一排气热管理措施难以提高排温,须两种或两种以上措施合理匹配,共同作用。基于此,提出了可行的排气热管理方案,并在WHTC测试循环下验证了该方案可使试验柴油机在保证经济性和排放的变化在可接受范围内,满足排温要求。     

柴油/甲醇发动机的研究与应用

研究了进气预混甲醇柴油发动机的排放性能和经济性能,开发了控制甲醇喷射的电控装置,并在汽车上进行了应用。结果表明,利用进气管喷射甲醇与空气形成均匀的预混合气,在气缸内由柴油引燃的方法,可有效地降低柴油机碳烟和NOx的排放量,甲醇对柴油的替代率达到35.1%,并获得良好的经济性。     

柴油机燃用乳化油并在进气道喷乙醇的节油研究

利用柴油机排气能量加热乙醇,将乙醇喷入柴油机进气道,并结合乳化油的燃烧技术,进行了柴油机台架实验,实现了柴油机运行中较大幅度的节油,最大节油率约为10％．单就柴油而言,其消耗可减少约16％．乙醇热解产生氢气和燃用乳化油这两种因素的共同作用是产生良好节油效果的原因．     

Effects of intake air temperature on SI engine emissions during a cold start

This paper presents the concept of preheating the intake air to reduce cold-start emissions from gasoline engines. The effects of intake air temperature on emissions from a gasoline engine were studied by using an air heater based on spark ignition. A light-duty vehicle test of cold-start emissions was carried out at an ambient temperature of?7°C according to New European Driving Cycle for Euro 3 and Euro 4 exhaust emission legislations. The results showed that preheating the intake air could effectively reduce both hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO) emissions and improve fuel economy during a cold start. During idling conditions, the key phase of the HC and CO emissions was the first 40 s. With the aid of the air heater, cold-start HC and CO emissions from the vehicle were lower than the limit values in the Euro 3 and Euro 4 regulations.     

非道路涡轮增压柴油机高原适应性研究

为改善非道路柴油机高海拔条件下功率下降、经济性及排放性能恶化、高速增压器超速等问题,利用柴油机高原环境模拟台架试验结合一维仿真研究了0～4 000m海拔环境下增压器运行特性、柴油机综合性能参数等随海拔高度的变化规律及影响机理。针对柴油机的变海拔性能恢复目标,通过对增压系统进行参数计算和选配,提出一种带有废气旁通阀的两级涡轮增压匹配方案。研究结果表明:变海拔条件下,非道路柴油机各性能参数呈现非线性变化,在转速800～2 800r/min全负荷工况下,柴油机动力性、经济性变化梯度呈现出先减小后增大的"浴盆形"趋势。在0～2 000m海拔环境下,柴油机转矩降幅达4.3%,有效燃油消耗率降幅达6%。随着海拔升高,中冷前温度与涡前温度逐渐升高,增压压力与涡前压力逐渐降低,CO、全碳氢和NO_x排放升高。匹配两级增压系统后,对比原机4 000m海拔运行工况,柴油机功率平均升高14.9%,有效燃油消耗率平均降低11.8%,实现了非道路柴油机的高海拔性能恢复目标。     

稀燃和EGR对汽油发动机性能影响研究

基于一台带有低压废气再循环系统的1.5 L涡轮增压直喷汽油发动机进行了稀燃和废气再循环(EGR)影响发动机燃烧性能的试验研究。结果表明,随着稀释率的上升,EGR和稀燃均导致发动机滞燃期、燃烧持续期延长,燃烧重心提前,有效燃油消耗率下降,排气温度下降,平均绝热指数上升。相同稀释率下,相比稀燃,EGR的滞燃期长,燃烧重心提前,两者燃烧持续期基本相等,稀释极限低,绝热指数小,排气温度低。在稀释率分别为20%、35.9%时,最大可减小有效燃油消耗率4.7%、7.2%。热容对燃油经济性的影响占主导地位,相同稀释率下,循环变动系数小于3%时,相比稀燃,EGR具有更好的燃油经济性。     

48V起动发电一体式电机提升发动机排温的试验研究

基于48 V 起动发电一体式电机（Belt-driven Starter Generator,BSG）的起动机和发电机双重功能,在全球轻型车统一测试循环（World Light-duty Test Cycle ,WLTC）起始阶段,控制BSG电机行使发电功能,在飞轮端输出功率不变的条件下,提升发动机总功率,从而快速提升排气温度;利用BSG电机的快速起动功能,在WLTC循环的怠速工况关闭发动机,避免出现低温排气流,从而起到后处理保温作用。结果显示,在WLTC循环过程中,涡轮后排温达到选择性催化还原系统（Selective Catalyst Reduction,SCR）起燃温度（预设为200℃）的时间由780 s缩短到650 s,尿素喷射起喷时刻提前了约130 s;同时,在荷电状态（State Of Charge,SOC）略微下降的条件下,WLTC循环油耗降低2.4%。     

米勒循环和废气再循环对涡轮增压汽油机燃烧性能的影响和优化

为了研究米勒循环和废气再循环对高负荷和最佳油耗点燃烧性能的影响,通过修改进气凸轮型线,将一台1.5L采用废气再循环的涡轮增压直喷汽油机由奥托循环改为米勒循环运行。试验结果显示,在对米勒循环和奥托循环两种不同运行方式进行的对比试验中,在低负荷下,米勒循环的泵气损失比奥托循环小。随着负荷的增加,米勒循环的影响开始减小,与奥托循环泵气损失的差异逐渐变小,阻碍米勒循环热效率的改进。此外,米勒循环还降低了压缩终了温度,从而增加了燃烧持续期和排气温度,使其难以提高最佳油耗点的燃油经济性。就废气再循环对米勒循环和奥托循环的影响也进行了对比试验。随着废气再循环率的增加,两种循环的热效率均呈现先升后降的趋势。但采用米勒循环减少了进气时间和气门升程,大大降低了缸内滚流比和湍动能,从而延迟了已燃50%质量分数对应的曲轴转角(MBF50)并延长了燃烧持续期,这使其在高负荷下的热效率和燃油经济性均低于奥托循环。