进气歧管结构差异对发动机各缸EGR率均匀性的影响

针对天然气发动机,废气再循环(EGR)能够有效地有抑制氮氧化物(NO_x)的产生,同时降低发动机缸内的燃烧温度。但各缸EGR率差异会导致各缸燃烧存在差异,从而增加失火和爆燃的风险。基于某国六天然气发动机进行各缸EGR率测试,并对进气歧管进行计算流体动力学(CFD)仿真分析。基于此,通过优化进气歧管结构设计,有效提升了EGR率的均匀性,各缸EGR率均匀性≤2.5%,满足设计要求。研究结果可为后期发动机的进气歧管设计开发提供参考。     

发动机进气歧管EGR分布的CFD模拟与优化

EGR是控制发动机及整车排放的重要手段,而进气歧管中EGR的均匀分布是影响EGR效果的重要因素之一。本文利用CFD方法对某发动机进气歧管中的EGR分布进行了模拟分析,并根据计算结果对进气歧管的3D模型进行了优化,最终得到了较为满意的结果。     

电喷发动机排气系统主要部件的检查

1 废气再循环控制系统故障检查 废气再循环控制系统主要由电脑、三通电磁阀、废气再循环阀、废气调整阀及废气管道和真空管道组成。系统中的任一部件损坏都会造成系统工作不正常,从而导致怠速运转不稳或增加排放污染。1.1废气再循环系统工作检查 其检查方法是:发动机起动后,并让其怠速运     

某国Ⅳ排放废气再循环柴油机开发

在某国Ⅳ排放废气再循环(EGR)柴油机的开发过程中,通过强化机体,优化燃烧系统,合理匹配增压器,改进进气歧管和EGR管路结构,优化后处理系统,使发动机保持良好的经济性、动力性、可靠性,在满足国Ⅳ排放要求的前提下大幅地降低了成本,满足了市场需求。     

当量天然气发动机各缸燃烧一致性的试验研究北大核心CSCD

为研究废气再循环气体(exhaust gas recirculation,EGR)和进气方式对当量燃烧的天然气发动机燃烧特征的影响,通过发动机台架测试分别探究了EGR气体和EGR所含水汽以及5、6缸位置进气(右侧进气)与3、4缸位置进气(中间进气)对当量燃烧天然气发动机各缸燃烧一致性的影响规律。试验结果表明:在右侧进气方式下,EGR气体的引入是影响当量天然气发动机各缸燃烧一致性的重要因素,特别是EGR气体中的水汽在各缸的分配。EGR气体除水汽后,各缸最大缸压偏差值由原来的9.5%降低为4.1%,当不引入EGR气体时,各缸最大缸压偏差值降低为2.3%。基于右侧进气方式在引入EGR气体后存在的问题,采用新设计的中间进气方式有效改善了各缸EGR气体的分配,从而显著提高了各缸燃烧一致性,各缸最大缸压偏差值由原右侧进气方式的9.5%降低为2.0%,有效解决了右侧进气在引入EGR时带来的各缸燃烧不一致性问题。     

YC某柴油机各缸EGR率均匀分布性研究

以玉柴某带EGR系统的柴油机为研究对象,建立了该发动机性能数值模拟的Boost分析模型;计算得到进气总管入口、EGR管出口和进气歧管出口的气体流量,再用Fire软件对气道内三维流场进行了数值计算;对比分析了不同EGR管引入角、不同EGR位置及结构对各缸EGR分配均匀性的影响。研究结果为EGR管最佳布置方案的确定提供了理论依据。     

基于高低压EGR技术实现高效天然气发动机燃烧

针对某国Ⅵ天然气发动机开展了提升进气混合均匀性和发动机经济性的试验，分析了进气系统结构优化(包含加装扰流器)对进气混合均匀性的影响；同时研究了高低压废气再循环(EGR)技术(即EGR从涡轮机前取气而从压气机前引入)对发动机燃烧和性能的影响规律以及探索了其实现高效燃烧的潜力．结果表明：对进气系统结构的优化能显著改善混合气的混合均匀性，减少各缸燃烧差异从而改善发动机经济性．高低压EGR技术的应用能显著减小EGR引入对高涡前压力依赖的需求，相比高压EGR方案可匹配更大涡端增压器同时满足对大比例EGR率的需求，从而显著降低泵气损失；并且高低压EGR技术降低了进气歧管温度来提高充量系数；此外，采用高低压EGR技术延长了混合气的混合时间尺度，进一步提高混合均匀性．最终，更加高效的燃烧和较低的泵气损失使发动机有效热效率(BTE)从原机水平39.12%提升至40.63%，改善幅度达3.9%.     

FAI缸内直喷二冲程汽油机低负荷燃烧特性的研究

初步试验研究了应用FAI喷射技术的缸内直喷二冲程汽油机低负荷工况下的燃烧特性。结果表明：FAI缸内直喷技术可以消除扫气短路造成的严重的HC排放和燃油浪费;对高残余废气率造成的低负荷燃烧不稳定现象,可通过采用进气旁通阀配合合适的喷油量和喷油相位控制来改善,此时发动机扭矩可通过喷油量和喷油相位控制而得到调节,但要将发动机扭矩控制到怠速工况,则需要更高的混合气浓度分层燃烧控制及燃烧系统的进一步改善。     

增压柴油机采用废气再循环的燃烧过程和排放特性研究

对于轻型车用增压中冷柴油机,采用从涡轮前取气回流到压气机后的高压EGR系统.应用真空驱动的弹簧膜片式EGR阀,在不同工况下,研究了EGR阀的流通特性,分析了柴油机的HC、CO、NOx排放、烟度和比油耗随EGR率的变化规律.研究了EGR对柴油机燃烧过程的影响,并对排放变化规律作出解释.     

EGR对增压柴油机排放特性的影响

废气再循环(EGR)是降低柴油机NOx的一条有效技术路径.对于轻型车用增压中冷柴油机,采用从涡轮前取气回流到压气机后的高压EGR系统.应用真空驱动的弹簧膜片式EGR阀,真空度由控制器根据输入的电压信号量决定,从而控制EGR阀的开度.在不同工况下,研究了EGR阀的流通特性,分析了柴油机的HC、CO、NOx排放,烟度和比油耗随EGR率的变化规律.     

汽油机怠速旁通阀进气特性研究

利用软件对发动机怠速工况下旁通阀进气进行仿真分析,结合实验数据验证所建立的模型的精度,在此基础上,利用验证后的模型对点燃式发动机起动工况下的旁通阀进气特性进行了模拟,结合平均值模型对汽油机进气特性的描述,建立了发动机的旁通阀进气模型。     

EGR和进气温度对重油燃烧过程中NO_x的影响

在8340发动机的基础上,建立燃烧室有限元模型,计算EGR和进气温度对重油燃烧过程中NOx排放的影响。结果表明,EGR能控制燃烧速度,显著降低NOx的排放,但会导致燃油消耗率及碳烟的增加;进气温度的降低,能降低油耗并且使NOx的排放性能得到很好的改善。通过耦合EGR与进气温度来达到控制NOx的排放。     

发动机EGR气体温度测试探究

从国Ⅲ排放到国Ⅵ排放,冷却EGR一直是柴油机的主流技术方案之一。废气经EGR冷却器冷却后要控制在一个合适的温度。EGR阀前温度直接关系到EGR系统的可靠运行和发动机的性能表现,因此EGR阀前温度的准确测量尤为关键。试验表明,不同台架上测量的EGR阀前温度差异较大,台架和转毂运行的阀前温度也存在差异。而转毂运行更接近于整车道路运行状态,基于转毂运行来进行EGR阀前温度的测量能够比较准确的反映EGR系统运行的状态,对发动机的开发具有重要意义。     

电控喷射稀燃天然气发动机的开发

进行了发动机进气系统、燃烧系统、天然气供给系统、点火系统和电控系统等的设计。研究了天然气发动机稀薄燃烧规律,提出了空燃比分区控制的稀薄燃烧控制方案,实现了不采用EGR情况下NO,排放物的有效控制,仅通过匹配氧化催化转化器,使发动机排放达到了欧Ⅲ（ESC）法规要求。试验结果表明,CA6SE1—21N天然气发动机不仅达到了原柴油机的标定功率水平,而且具有良好的可靠性。     

汽油/柴油双燃料发动机的低速高负荷扩展

在一台改造的单缸发动机上开展了进气道喷射汽油、缸内直喷柴油的双燃料燃烧模式的低速高负荷扩展研究.结果表明:汽油/柴油双燃料发动机高负荷工况需配合高比例废气再循环(EGR),当采用原机相同工况的进气压力时,由于进气量不足抑制了高EGR率的应用,导致高NO_x排放.通过提高进气压力,稳定燃烧对应的柴油喷油时刻范围变宽,汽油比例上限提高,降低了燃烧控制的难度.但由于汽油/柴油双燃料发动机的汽油高度预混合特性及直喷柴油引起的局部不均匀性,导致缸内最大压力升高率(MPRR)及碳烟排放偏高,限制了其向更高负荷的扩展.在提高进气压力的同时,通过提高汽油比例及EGR率,实现了在限定条件下向更高负荷的扩展及燃油消耗率的降低.相比于原柴油机,汽油/柴油双燃料发动机高负荷扩展的受限因素由进气增压前的高NO_x排放转变为增压后的高压力升高率.     

自然吸气式CNG发动机主充模型的研究

为了准确预测自然吸气式压缩天然气(Compressed Natural Gas,CNG)发动机的空气流量,基于汽油机进气系统平均值模型,构建了CNG发动机的主充模型。根据CNG发动机进气系统的实际工作环境,引入了温度修正系数、体积修正系数、燃气量修正系数等参数,计算了不同工况下CNG发动机的空气流量。通过CNG发动机台架试验,测量了不同转速、不同进气歧管压力下的空气流量;对比分析了空气流量的计算值和试验值的方法,评估了模型的预测性能。结果表明,所建立的主充模型能较好的预测不同转速下空气流量随CNG发动机进气歧管压力的变化规律,空气流量的预测值与实验值的最大误差小于3%,模型具有较高的预测精度。     

不同EGR形成方式对汽油机性能影响的仿真研究

利用GT-Power软件仿真探讨了降低排气门升程、提前和推迟排气正时、提前进气正时4种方式形成的内部废气再循环(EGR)对汽油燃烧和性能的影响。仿真结果表明,随着内部EGR率的增加,4种方式的发动机燃烧重心均推迟,燃烧持续期均延迟。但4种方式在形成相同的内部EGR率时,提前进气正时使发动机燃烧重心推迟更明显,燃烧持续期增长也更多,缸内燃烧温度最低,因此传热损失也最小,另外提前进气正时后泵气损失也最小,所以提前进气正时形成的内部EGR油耗更低,减少了22%。     

电控多点喷射天然气发动机的开发

进行了柴油机改为天然气发动机的进气系统、燃烧系统、天然气供给系统、点火系统和电控系统等的设计．通过采取高效稀薄燃烧控制方案,实现了不采用EGR情况下NOx排放物的有效控制,仅匹配氧化催化转化器, 发动机排放即可达到欧Ⅲ(ESC)法规要求．同时,通过改进活塞环及活塞结构,解决了由柴油机改为天然气时发动机机油消耗量过高的问题．试验结果表明,CA6SE1-21N天然气发动机不仅达到了原柴油机的标定功率水平,而且具有良好的可靠性．     

发动机塑料进气歧管的应用现状与发展趋势

发动机塑料进气歧管可比铝进气歧管重量减轻50%以上,发动机动力性能得到5~10%的提升,经济性和排放性也有相当改善,材料和制造成本都可得到降低。但是塑料进气歧管作为发动机进气系统最关键的零部件,其设计和制造难度很大。本文主要研究发动机塑料进气歧管国内外的发展现状,提出了自行研究掌握其生产开发核心技术,加快发展塑料进气歧管的建议。     

增压中冷车用柴油机EGR率阶跃工况响应

利用实时EGR率测量系统及瞬态工况测控平台对增压中冷柴油机废气再循环(EGR)阶跃工况下的EGR率、进气量、发动机转矩、燃烧过程特征参数、排气烟度及气态有害排放物的响应历程进行了试验研究.试验结果表明:在1 600 r/min5、0%负荷工况,EGR率从0分别阶跃到3%、5%、13%和28%时,EGR率、进气流量及发动机有效转矩响应速度较快且相近,均为0.5 s左右;排气烟度和以最高燃烧压力表征的缸内燃烧过程趋于稳定状态历时较长且时间相近,不同EGR率阶跃时均为2.5 s左右;以气态有害物排放表征的柴油机排放响应历时最长为6 s左右.这说明在EGR阶跃工况下,当EGR率达到稳定时,由于燃烧边界条件存在迟滞效应,从而会导致燃烧过程、有害物排放存在较长的延迟.