增压中冷稀燃天然气发动机燃烧特性试验研究

以190型天然气发动机为对象,采集了发动机的示功图,分析了点火提前角及负荷对燃烧过程的影响规律。试验结果表明,在BTDC28℃A到BTDC36℃A范围内,最高燃烧压力和最大瞬时放热率以及缸内最高燃烧温度随点火提前角的增大而增大;BTDC33℃A点火提前角下最高燃烧压力和最大瞬时放热率以及缸内最高燃烧温度随负荷的增大而增大;火焰发展期随点火提前角增大而增大,随负荷增加而减小;50%燃烧相位角随点火提前角、负荷的增加而减小,速燃期随点火提前角的增大先增大后减小,随负荷增加呈减小趋势。     

热裂解生物质气发动机燃烧循环变动研究

利用农林废弃物可控热裂解产生的生物质气作为火花点火发动机的燃料,测录了发动机的示功图.通过对峰值压力变动系数、峰值压力出现位置、峰值压力和峰值平均压力的差值及出现位置进行数学统计,研究了影响发动机燃烧循环变动的因素.统计数据表明:热裂解火花点火生物质气发动机中等负荷时的燃烧循环变动系数较大,高负荷时燃烧循环变动系数较小;峰值压力差值及出现位置的波动性均随点火提前角的增大及压缩比的提高而变大,燃烧循环变动亦随之增强;在整个功率范围内发动机的燃烧稳定性较好.     

不同点火提前角时HCNG发动机的燃烧与排放特性

在一台火花点火天然气发动机上开展了在不同点火提前角下燃用不同体积掺氢比(O%～50%)的天然气掺氢燃料(HCNG)的试验研究,进行热效率、燃烧放热率、循环变动及排放特性的分析.结果表明:与原天然气发动机相比,HCNG发动机的最大扭矩点火提前角(MB了)减小,MBT时指示热效率变化不大;点火提前角增大时,火焰发展期增长,最大压力变动率减小,快速燃烧期和平均指示压力变动率先减小后增大;在相同点火提前角时,以上4个参数均随掺氢比的增加而减小.N0x、CO排放浓度随掺氢比增加而增大,CH4排放則相反.     

生物制气-柴油双燃料发动机放热规律试验研究

采用气化炉热解气化各种农林废弃的生物质,产生可燃生物制气,用作为以柴油引燃的双燃料发动机的主要燃料。测量生物制气-柴油双燃料发动机气缸压力,计算分析放热规律。双燃料发动机与燃用纯柴油时的发动机相比,燃烧始点延迟,最大燃烧压力降低,最大放热率和排气温度增加,后燃较严重。负荷增大时,双燃料发动机燃烧始点提前,最大燃烧放热率增高,最高燃烧温度升高,后燃较严重。供油提前角提前时,后燃减小,燃烧过程明显改善。     

不同点火时刻下天然气掺氢缸内直喷发动机燃烧与排放特性

在缸内直喷火花点火发动机上开展了天然气掺混0％-18％氢气的混合燃料不同点火时刻下的试验研究。结果表明：对于给定的喷射时刻和喷射持续期,点火时刻对发动机性能、燃烧和排放有较大影响,喷射结束时刻与点火时刻的间隔对直喷天然气发动机极为重要,喷射结束时刻与点火时刻的间隔缩短时,混合气分层程度高,燃烧速率快,热效率高。最大放热率等燃烧特征参数随点火时刻的提前而增加。HC排放随点火时刻的提前而下降,CO2和NOx排放随点火时刻的提前而增加,NOx排放的增加在大点火提前角下更明显。掺氢可降低HC排放,对CO和CO2排放影响不大。掺氢量大于10％时可提高天然气发动机热效率。     

火花点火式变组分煤层气发动机的工作稳定性和排放特性

介绍了火花点火式变组分煤层气发动机的主要设计过程。通过发动机台架试验，在不同点火提前角、不同甲烷浓度和不同压缩比时对该发动机的起动、怠速稳定性和排放特性进行了分析。结果表明，变组分煤层气发动机起动、怠速稳定，带负荷工作可靠。通过控制合适的空燃比，可以适应甲烷浓度大范围变动的煤层气燃烧。未燃HC和CO排放量随负荷、甲烷浓度增加而降低；NOx排放量随负荷、甲烷浓度增加而增加。     

空气辅助喷射甲醇发动机燃烧特性试验研究

为了优化低负荷下甲醇发动机的燃烧及性能,将空气辅助喷射系统应用于甲醇发动机,并研究了喷气时刻、点火提前角和喷气脉宽对甲醇发动机燃烧特性的影响,结果表明：推迟喷气时刻至进气门开启之后有利于加快燃烧速度,提高发动机燃烧稳定性,尤其是在稀薄燃烧时的影响更明显,最佳的喷气时刻为300°CA BTDC．增大点火提前角可以缩短发动机的急燃期,提高燃烧稳定性,但是当喷气时刻推迟时,为了获得更好的动力性,最佳点火提前角也要推迟．增大喷气脉宽能优化发动机燃烧质量,提升发动机动力性和稳定性,但是当喷气时刻较早(闭阀喷射)或过晚时,喷气脉宽大于4 ms后动力性和燃烧稳定性增加不明显．并且在喷气时刻300°CA BTDC、喷气脉宽7 ms时,发动机的动力性和燃烧稳定性达到最佳．     

发动机燃用煤层气燃料燃烧和排放性能试验研究

在一台单缸火花点火发动机上开展了燃用不同组分配比的煤层气燃料燃烧和排放特性的试验研究,分析了发动机燃用不同组分的煤层气在不同负荷下的缸压、放热率、火焰发展期、主燃烧期及其排放性能.研究结果表明:随着煤层气中氮气体积分数的增加,最高缸内压力和压力升高率降低,燃烧放热率峰值下降,火焰发展期变长,放热率曲线型心对应的曲轴转角偏离上止点;发动机HC和CO排放浓度增大,而NOx排放大幅度下降.     

一种新型的摩托车数字点火系统——火花点火调试仪的设计与实验研究

介绍了一种新型的摩托车数字点火系统——火花点火调试仪的设计,该系统采集摩托车发动机在某一工况运行时磁电机发出的电信号,计算发动机的转速,并采集节气门位置传感器传来的节气门开度信号;在不同的转速和负荷下,扫描点火提前角,对比不同点火提前角时的动力性、经济性指标,得出该工况的最佳点火提前角;调节发动机的工况,重复上述扫描过程,最终得到发动机运行范围内以转速和负荷(以节气门开度表征)为参数的最佳点火提前角map图。     

低压EGR对混合动力汽车专用发动机性能影响的研究

基于一台混合动力汽车专用米勒循环增压发动机,通过试验研究低压EGR对发动机不同负荷下的燃烧特性和经济性的影响.研究结果表明,燃烧特性方面,在不同负荷下,随着EGR率的增加,点火提前角增大,燃烧持续期延长;在小负荷工况,燃烧重心CA50随着EGR率的增大而先增加后减小,在其余负荷工况,燃烧重心CA50随着EGR率的增大而...     

液化石油气与汽油燃烧特性的对比试验研究

在点燃式发动机上分别燃用液化石油气和汽油,通过采集示功图并进行放热规律计算,对两种燃料在相似工况、相同过量空气系数下的燃烧特性进行对比分析。结果表明,在不改变样机结构和点火提前角的情况下,燃用液化石油气造成样机最大输出功率下降了7.64%。标定工况下,过量空气系数的变化对样机燃用汽油时的功率影响较大。两种燃料标定工况下的比热耗均随过量空气系数的增大而降低,但液化石油气降低的幅度较小。相似工况、相同过量空气系数下,相对于汽油,液化石油气的滞燃期短,燃烧持续期短,燃烧速度快。     

Optimization control of hydrogen engine ignition system based on ACO-BP

With the development of new energy, hydrogen fuel engines have become a research boom in the automotive field. But there are abnormal problems such as backfire and pre-ignition during the combustion of hydrogen engines. This paper is based on the Ant Colony Optimization-Back Propagation (ACO-BP) algorithm to study the influence of different speed and load conditions on the ignition advance angle, so as to optimize the control of the hydrogen engine. The experimental system is established on a hydrogen engine converted from a 492Q gasoline engine. The prediction of the optimal ignition advance angle was obtained through experiments, and the optimal ignition MAP diagram of the hydrogen engine is constructed. The optimal ignition advance angle under different working conditions can effectively avoid the occurrence of hydrogen engine pre-ignition. The accuracy reaches 0.0018209 when the training reaches 14 times, the fitness between the actual value and the predicted value of ACO-BP training is 0.99921, the verification accuracy reaches 0.99913, and the test accuracy reaches 0.99932. Compared with the three optimization methods, the convergence speed and error accuracy of ACO-BP are significantly better than the BP neural networks and Genetic Algorithm-Back Propagation (GA-BP). This method realized the model of the nonlinear mapping model from hydrogen engine speed and load to optimal ignition advance angle, which is of great significance for solving the problem of abnormal combustion in hydrogen engine.     

点燃式发动机掺烧甲醇裂解气的研究

摘要甲醇裂解气(D.M)是甲醇在一定温度下发生裂解反应的产物(2H_2+CO),而发动机排气余热提供甲醇蒸发和裂解所需热量.当发动机使用汽油和富氢的甲醇裂解气时,能在较稀混合气下运行;为了获得更稀的混合气,对发动机进行了补气实验.结果表明,燃用混合燃料时热效率有较大的改善,燃烧稳定性加强.通过对示功图和放热规律的分析,明确了发动机经济性提高的原因.     

柴油-小桐子掺混油柴油机工作过程及循环变动分析

以柴油和柴油-小桐子掺混油在单缸水冷四冲程柴油机上进行试验,测录了多循环的瞬时气缸压力与高压油管燃油压力,对比分析了不同转速的全负荷工况与标定点转速不同负荷工况,燃用柴油与掺混油的喷油与燃烧过程及燃烧过程中各参数的循环变动.结果发现,喷油率随转速升高而升高;喷油始点随转速升高略微推迟,随负荷增大而提前;掺混油燃烧始点早于柴油,燃烧始点随转速升高延后,随负荷增大而提前,燃烧始点的循环变动量随转速升高而增大;高转速、高负荷时的最高燃烧压力循环变动率较小;掺混油的最大燃烧压力升高率低于柴油,最大压力升高率循环变动率随转速升高、负荷减小而增大.     

F-T柴油对直喷式柴油机燃烧和排放的影响

在两种不同供油提前角下研究了燃用F-T柴油对直喷式柴油机燃烧和排放特性的影响,结果表明:发动机不做任何调整时,与0号柴油相比,燃用F-T柴油的滞燃期较短,预混燃烧放热峰值较低,扩散燃烧放热峰值较高,最高燃烧压力和最大压力升高率较低,燃油消耗率和热效率都得到了改善,HC、CO、NOx和碳烟排放同时降低。当供油提前角推迟3℃A时,燃用F-T柴油燃烧持续期明显缩短,预混燃烧放热峰值、最高燃烧压力和最大压力升高率进一步降低,扩散燃烧放热峰值略有升高,燃油消耗率变化不大,NOx排放进一步降低, HC、CO和碳烟略有增加,其中HC排放与原柴油机相当,而CO和碳烟仍远低于原柴油机。     

天然气发动机在不同喷射和点火时刻下的性能优化研究

为解决改装的天然气发动机动力性比原柴油机低,燃料消耗率比原柴油机高的问题,对影响燃烧时刻的喷射提前角与点火提前角这两个重要参数进行模拟实验,研究其对发动机的缸内压力与功率、燃气消耗率的影响,并根据研究结果进行优化设计。结果表明,对于缸内直喷天然气发动机,适当增大喷气提前角和选择恰当的点火提前角能在较经济的情况下提高发动机的动力性;发动机转速增加,点火提前角和喷射提前角也应提前,保证燃料的充分混合和最大化做功能力;在所有转速下,天然气发动机的功率都能恢复到原柴油机的水平。     

Effects of Fischer-Tropsch diesel fuel on combustion and emissions of direct injection diesel engine

Effects of Fischer-Tropsch (F-T) diesel fuel on the combustion and emission characteristics of a single-cylinder direct injection diesel engine under different fuel delivery advance angles were investigated. The experimental results show that F-T diesel fuel exhibits shorter ignition delay, lower peak values of premixed burning rate, lower combustion pressure and pressure rise rate, and higher peak value of diffusion burning rate than conventional diesel fuel when the engine remains unmodified. In addition, the unmodified engine with F-T diesel fuel has lower brake specific fuel consumption and higher effective thermal efficiency, and presents lower HC, CO, NO_x and smoke emissions than conventional diesel fuel. When fuel delivery advance angle is retarded by 3 crank angle degrees, the combustion duration is obviously shortened; the peak values of premixed burning rate, the combustion pressure and pressure rise rate are further reduced; and the peak value of diffusion burning rate is further increased for F-T diesel fuel operation. Moreover, the retardation of fuel delivery advance angle results in a further significant reduction in NO_x emissions with no penalty on specific fuel consumption and with much less penalty on HC, CO and smoke emissions.     

基于模糊神经网络的点火提前角时间差软测量模型

基于模糊神经网络的理论方法,以点火提前角、发动机的功率和转速等特征参数作为二次变量,提出了点火提前角时间差软测量模型.仿真结果表明,软测量模型具有非常好的映射性能.试验结果表明,利用软测量模型对点火提前角进行控制时,该模型能在连续工作120h内很好地实现成功点火,以及在冷起动条件下保证一次性点火成功,并且能满足排放性能要求.