汽油机冷起动附壁油膜研究

利用高速摄影和激光荧光法研究了汽油油束碰撞平板后壁面上油膜的发展过程.分析了喷射高度、喷射角度及喷油脉宽对油膜面积及油膜最大厚度的影响,定量地得到了不同参数下的最大油膜厚度和油膜面积.试验结果表明,喷射高度增大时,最大油膜厚度和油膜面积都减小,附壁燃油量减少;喷射角度减小时,最大油膜厚度减小,而油膜面积却增大,有利于燃油挥发;喷油脉宽增大时,最大油膜厚度和油膜面积都增大,附壁燃油量也增加.利用无量纲时间,对油膜面积的变化速度研究发现,无量纲时间在1.5之后,油膜面积基本不再变化.     

涡流室式柴油机燃油蒸发过程的三维数值模拟

建立了高温高压条件下的油滴蒸发模型,并在不同的工质压力和温度下对模型进行了验证,模型计算结果和实验结果吻合良好。将此油滴蒸发模型和油膜蒸发模型相结合,应用到涡流室式柴油机的燃油蒸发过程中,通过三维数值模拟计算,研究了燃油蒸发过程中燃料蒸气浓度和工质温度场的变化历程以及燃油蒸发对涡流室平均温度和平均压力的影响。     

关于喷雾流动蒸发燃烧的数值模拟研究

采用欧拉气相方程和拉格朗日液滴方程,同时耦合化学反应,对喷雾流动、蒸发、燃烧进行模拟,分析了喷雾液滴的分布、液滴贯穿距离、索特平均直径、放热率等。通过与试验结果的对比表明:计算能很好地预测蒸发和非蒸发喷雾的油滴贯穿距离以及燃料蒸气的贯穿距离;高温高压下喷雾的自燃着火,燃烧迅速扩散。对计算结果的分析表明:高温高压下容易产生二次破裂;在火焰前锋附近,局部放热量大,产生了预混燃烧,而喷雾液核区域的燃油燃烧是由湍流扩散控制的。     

直喷式汽油机冷起动排放解决方案的数值模拟

研究了一种通过特殊活塞顶面形状结合复合供油系统,解决直喷式汽油机冷起动排放问题的新方法,采用三维CFD数值模拟,探讨了该方法对直喷式汽油机冷起动工况下缸内气流运动和油气混合状态的影响。结果表明,采用特殊活塞顶面形状对气流进行合理的壁面引导,同时结合复合供油系统,能够优化直喷式汽油机冷起动工况下缸内气流运动的形态和分布,促进缸内油气充分混合,改善气缸内空燃比分布,降低HC排放。     

汽油机与加热器联合运行降低冷起动阶段排放水平的试验研究

为满足欧-Ⅲ排放法规的要求,提出了通过利用汽车加热器在冷起动前提升汽油机温度的方案,重点解决了-7℃环境温度下的冷起动排放问题.在欧-Ⅲ低温冷起动模拟试验台架上进行了汽油机与加热器联合运行以后冷起动阶段排放水平的初步测试.试验结果表明:该方案能够有效降低汽油机冷起动阶段的THC、CO、NOx有害气体排放量.     

汽油机冷起动过程中的HC排放

本文分析了汽油机冷起动过程HC排放较高的原因 :失火、燃烧不完全、过渡过程中空燃比不合适、气缸壁面对燃油的吸附、润滑油吸附、后燃。通过采取缸内净化和提高催化转化效率两个方面的措施降低冷起动过程HC的排放     

汽油机冷起动过程中的HC排放

本文分析了汽油机冷起动过程HC排放较高的原因失火、燃烧不完全、过渡过程中空燃比不合适、气缸壁面对燃油的吸附、润滑油吸附、后燃.通过采取缸内净化和提高催化转化效率两个方面的措施降低冷起动过程HC的排放.     

汽油机冷起动排放研究进展

简要分析了汽油机冷起动过程的特征;介绍了汽油机冷起动排放的研究进展,包括基于循环控制技术、缸内油膜和蒸发研究、环境温度对冷起动排放影响、冷起动空燃比模型、HC捕集技术以及快速起燃技术等.可以看出,后处理技术将获得更多的应用,密耦催化器则是欧Ⅲ排放的首选技术,HC捕集器是降低冷起动排放的最佳技术之一,多种技术的结合与系统优化可以满足更高的排放法规.     

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.     

超临界工况下二甲醚蒸发的数值模拟

基于瞬态气液相控制方程,建立了超临界工况下二甲醚(DME)蒸发的数学模型,并进行了数值求解。详细考虑了高压下的非理想气体效应、液滴表面热动力相平衡、环境气体的可溶性、流体热物性的高压修正以及Soret和Dufour耦合效应等。计算结果表明,高压下气体溶解显著增强,相变焓明显偏离蒸发潜热,d~2律已不能准确描述液滴蒸发现象,液滴表面温度一直处于上升状态,甚至可以达到临界点;而且,随着压力的上升,耦合效应对蒸发的影响逐渐增强。     

车用发动机低温冷启动磨损研究

为了改善车用发动机低温冷启动磨损情况 ,对车用发动机低温冷启动时气缸壁的磨损进行了实验研究 ,结果发现 :发动机冷启动温度越低 ,气缸壁的磨损程度越严重。发动机低温冷启动时气缸壁的磨损主要有粘着、磨粒、腐蚀磨损等三种形式。在发动机冷启动前 ,低温下冷凝后酸性燃烧产物对气缸壁的腐蚀为发动机冷启动时的粘着磨损和磨粒磨损提供了气缸壁磨损的准备。实践表明 :发动机低温冷启动的冷却水温度在 70℃以上后 ,气缸壁的磨损程度大大减小。     

直喷式汽油机缸内浓度场数值模拟

对直喷式二冲程汽油机缸内浓度场进行了数值模拟,选取两种代表性的发动机工况,采用球顶燃烧室,改变喷油定时和喷雾方向,研究它们对燃烧室内混合气浓度分布的影响。通过仿真分析得到:喷油定时和喷油方向对缸内浓度场分布有很大影响。当喷油器的中心轴线与气缸中心轴线的夹角为15°的喷油方向,喷油定时在低负荷选择95°CA、高负荷选择160°CA时,可以在火花塞附近形成有利于点火的混合气浓度,在整个燃烧室形成有利于分层燃烧的浓度场分布。     

柴油机冷启动辅助装置控制系统的研制

提高压缩比是改善柴油机冷启动性能的有效措施之一,为此开发了一种新型的柴油机冷启动辅助装置,其工作原理是在柴油机达到一定启动转速及适当的曲轴转角时,向气缸内喷入一定量的机油,从而达到通过提高压缩比、减少漏气损失,改善柴油机冷启动性能的目的。着重分析了该装置控制系统的工作原理、结构特点及软、硬件组成。     

柴油均质压燃发动机的循环模拟研究

建立了一个柴油均质压燃发动机的零维循环计算模型,用基元反应机理和感应时间（EMIT）模型预测着火正时,用拟合的对数正态分布函数计算不同工况的放热率。与试验的对比表明,模型能够比较准确地预测不同工况柴油均质压燃发动机的工作性能。用建立的模型分析了配气定时对柴油均质压燃燃烧过程的影响,计算表明配气定时可以控制均质压燃燃烧的运行工况范围。     

CA6DL1-32柴油机冷起动性能试验研究

为摸索CA6DL1-32柴油机配自主共轨系统的冷起动策略,使用自主开发的电控高压共轨系统,并设计了起动控制策略,主要包括对主喷油量、主喷定时以及起动轨压的控制。试验结果表明,采用自主高压共轨系统控制策略能在不增加任何硬件设备的基础上大幅提高6DL柴油机的冷起动性能,满足实际车用柴油机的使用要求。     

发动机起动过程中活塞漏气模拟分析

采用AMESim建立了柴油机单缸机及活塞漏气模型,假设气体流动为一维非稳态可压缩的绝热流,采用方形小孔流量计算方法,分析了不同转速下的活塞漏气和缸压变化。通过分析表明,转速每降低50 r/min,循环漏气量增加0.03g,漏气量占进气量百分比提高3.74%,最大爆压降低0.112 MPa。按照柴油机起动最低缸压1.7 MPa要求,起动转速应为大于200 r/min。     

车用柴油机增压匹配数值模拟研究

使用VC 和Matlab分别建立了柴油机、涡轮增压器、进排气管及中冷器的数值模型,并编制了涡轮增压器与柴油机的匹配计算程序。应用该程序对某柴油机与某径流式涡轮增压器联合工作过程进行仿真计算,得到柴油机的性能参数及与该增压器的匹配数据,最后通过试验结果对数学模型、增压器与柴油机匹配程序的可行性进行了验证。     

液化石油气发动机燃油喷射过程的数值模拟及其试验研究

针对采用普通泵-管-嘴燃油系统的液化石油气(LPG)直喷式发动机,建立了考虑高压油泵柱塞偶件燃油泄漏量影响的燃油系统数学模型,并对燃油喷射过程进行了模拟计算及其计算结果的试验验证,揭示了LPG发动机燃油喷射过程的基本规律与工作特征。研究表明:由于LPG具有较高的饱和蒸汽压和可压缩性,致使其压力上升和下降都比较缓慢,供油持续期加长,油管内燃油残余压力较高,压力波动较大,容易发生二次喷射;通过增大出油阀卸载容积的办法,可以消除LPG的二次喷射等异常喷射现象。     

现象学燃烧模型在LD485柴油机工作过程模拟中的应用

将现象学燃烧模型和进排气的计算方法结合起来对LD485直喷柴油机的工作过程进行了模拟计算，得到了整个工作循环的示功图和瞬时温度。重点介绍了现象学燃疵模型在工作过程计算中的应用以及不同转速和喷油提前角对燃烧过程中缸内压力和温度变化过程的影响，并对此做了分析，得到的规律为：缸内压力和温度随转速升高而升高，随喷油提前角增大而增大。用综合参数的计算结果和试验结果进行了对比，数据表明模拟计算的精度较高。     

涡流室式柴油机冷起动时非稳态燃烧分析

近年来，作者通过对柴油机冷起动过程进行高速摄影、高速采集缸内压力数据、温度数据和瞬态转速，证明该过程是一个典型的非稳态燃烧过程。本文根据作者拍摄、测试和记录所得结果，综合分析了冷起动过程非稳态燃烧的内外部特征、机制和规律性。在此基础上，揭示了改善冷起动性能的方向和途径。