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。     

直接喷射式汽油机

日本三菱汽车公司（MMC）推出了在排量相同的情况下，比普通汽油机的燃油耗低25％的直接喷射式汽油机。普通汽油机的燃油在喷火气缸前与空气混合，而缸内喷油的汽油机的工作方式与柴油机的工作方式一样，燃油直接喷入气缸内，因此可以更加精确地控制燃油。只要有少量的燃油喷入     

4气门汽油机缸内涡流的稳态测量研究

在稳流气道试验台上研究了376四气门汽油机一进气门开、另一进气门全闭条件下的涡流特性。用热线热膜风速仪测量了不同气门升程、不同截面的缸内涡流场的分布情况。结果发现：小升程时,缸内形成了大小不等、方向相反的2个涡流,其作用相互抵消,缸内形成涡流的能力较小;大升程时,缸内形成了单一方向的涡流,缸内形成涡流的能力较大。同时发现缸内大惊讶涡流旋转的中心并不完全与气缸轴线重合,在气缸上半部与轴线偏离较大,在下半部则较小,涡流轴线与气缸轴心线沿气缸自上而下趋于同心。     

电子控制喷射式二冲程汽油机

喷射式发动机以空气进入量信号确定燃烧所需燃料量，并提供喷射阀门开关信号，将高压燃烧喷入发动机，从而达到节约能源，保护环境的目的。二冲程汽油机因其结构简单，成本低廉，被广泛用作小型摩托车发动机，但它存在着能源消耗大，排放物污染严重等问题，随着我国摩托车工业的飞速发展，节约能源与保护环境已成为亟待解决的问题，研制开发一种新型二冲程汽油发动机是摆在我们面前的一个突出课题。我们参考目前在汽车发动机采用的电     

汽油机缸内直喷技术探析

本文主要就燃油喷射系统、燃烧系统以及控制策略探讨了GDI技术的优势,分析了GDI目前面临的难题,并指出排放问题是制约GDI发动机发展的关键.     

4气门DISI汽油机缸内湍流场POD分析

应用本征正交分解(POD)方法对一台4气门直喷式汽油机(DISI)缸内冷态湍流流场试验测量数据以及大涡模拟计算数据进行了分析,以深入考察该汽油机缸内湍流场拟序结构特性以及湍流场循环变动特性.结果表明,POD方法可以将流场湍流涡团结构按照含能数量进行分解,大尺度拟序结构和小尺度随机脉动涡团可以被有效分离,为研究其各自的形成与演化特征创造了条件.考察各模态的时间系数在不同周期间的统计变化规律,可以了解流场湍流结构的循环变动特性.相比较使用传统相平均方法来研究汽油机循环变动,POD方法可以单独研究不同能量涡团结构的循环变动特点,为进一步深入理解循环变动特性奠定基础.     

4气门汽油机缸内滚流运动的LDA实验研究

４气门汽油机是车用汽油机主要的发展方向，其缸内空气运动的主要形式划滚流，与传统２气门发动机缸内的涡流运动不同，本用ＬＤＡ在一台单缸４气门汽油机上测量了缸内滚流运动，并借助于多维数值模拟计算了滚流的形成和演变规律，研究了规律的湍流特征。研究指出，滚流形成于压缩过程初期，以后随活塞动得以维持和发展；它在压缩末期衰减，畸变和破碎，使燃烧室内湍流强度显增加。     

汽油机缸内滚流测量方式研究

针对汽油机滚流测量方式,通过气道稳流试验结合数值模拟方法对不同滚流测量方式下缸内滚流的演化规律进行了研究。研究结果表明:采用直接测量方式对滚流进行测量时,缸内滚流强度会产生大幅度跃升,而间接测量方式则变化平缓,其根本原因是在一定的气门升程范围缸内滚流流场由相互平衡的两股气流,演变为统一的大尺度滚流。同时发现直接测量装置的出气口直径对跃升幅度有直接影响,小的出口直径加剧了缸内滚流强度的跃升;间接测量方式在气缸中心平面具有和直接测量方式相一致的流场结构,基于间接测量模拟缸套的整流作用,其测量得到的滚流强度变化平缓。     

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。     

小型二冲程汽油机缸内工作过程模拟

本文建立了用于小型二冲程汽同的缸内工作过程计算模型,应用理论计算方法对缸内工作过程进行了较为详尽的描述,计算结果与试验结果基本吻合,为小型二冲程汽没机的设计提供了较好的依据。     

缸内直喷汽油机低速性能的优化

通过仿真与试验相结合的方法对2.0,L涡轮增压缸内直喷汽油机的低速性能进行了研究,分析了进气滚流比及喷油开始时刻对其性能的影响.使用高滚流气道并对喷油开始时刻进行优化,可有效改善燃烧稳定性和燃油经济性,但其对燃油湿壁问题的改善并不理想.采用两段喷油策略及改变喷油器安装角,对喷雾碰壁问题进行了优化.结果显示:与单段喷射相比,两段喷射可使燃油碰壁和壁面油膜量大幅下降,混合气均匀度也得到进一步提高.适当减小喷油器安装角可使燃油碰壁明显降低,壁面油膜量降低38%,且混合气也更均匀.     

汽油机缸内紊流运动控制因素的研究

利用热线风速法,研究了汽油机缸内紊流运动的部分控制因素,分析了转速、压缩比、挤气间隙、节气门开度等对缸内紊流运动的影响规律。研究结果表明,在压缩上止点附近,缸内紊流运动随转速的升高、挤气间隙的减小以及节气门开度的增大而加强,但随压缩比的升高而减弱;紊流时间尺度随转速的升高而减小,但基本不随其它参数变化;紊流空间尺度随转速的升高、挤气间隙的减小以及节气门开度的增大而增大,但随压缩比的增大而减小;转速升高时,紊流高频能量成份所占比例增大,但其它参数对紊流能量的频率分布状态影响不大。     

直喷汽油机缸内过程的可视化研究

基于光学单缸机和高速摄像系统,研究了点火定时和喷油定时等参数对直喷汽油机缸内过程的影响,并采用原始图像、平均图像和伪彩图相结合的方式分析了不同控制参数下缸内过程的特征。研究结果表明:不同点火定时下的火焰发展过程及形态相似,但火焰的位置不同,点火越早,越偏向排气侧;喷油定时直接影响缸内扩散燃烧现象的发生,燃油喷射过早,容易在活塞顶部形成油膜或油池,进而产生强烈的扩散燃烧。     

缸内直喷汽油机燃油系统故障诊断技术

以大众TSI发动机为例,分析缸内直喷汽油机燃油系统的常见故障原因,总结了缸内直喷汽油机燃油系统的油压和油泵的检测、数据流读取分析、执行元件自测试、主要电控元件检测等故障诊断方法,介绍一起诊断技术应用的实际案例。     

缸内直喷汽油机应用现状及问题综述

缸内直喷汽油机以高动力、低油耗、低排放、高功率质量比在世界范围内得到了认可和普及,大众几乎全系列车型安装TSI直喷发动机,其它合资车企在售车型中,也有相当大一部分装有直喷发动机,但这些直喷发动机普遍集中在中高端车型上。目前直喷发动机存在的一些问题,一直困扰着国内自主车企直喷发动机的推出,随着技术进步和成本降低,直喷发动机将覆盖各细分车型。     

小型二冲程汽油机缸内工作过程模拟

本文建立了用于小型二冲程汽油机的缸内工作过程计算模型,应用理论计算方法对缸内工作过程进行了较为详尽的描述,计算结果与试验结果基本吻合,为小型二冲程汽油机的设计提供了较好的依据     

FAI二冲程缸内直喷汽油机的研究

基于AX～100二冲程化油器式发动机进行了FAI(Free Armature Injection自由电枢喷射)缸内直喷二冲程发动机的台架试验研究，在原机的基础上设计改造了一个适合缸内直喷的燃烧室结构，获得了大量的缸内直喷的试验数据和电控参数的MAP图，并做了该直喷发动机和原化油器发动机的性能、燃油消耗和HC排放的比较。结果表明，FAI直喷技术能够成功地应用于二冲程发动机缸内直喷系统，极大改善了燃油短路的现象和扫气效率，在整个运行范围内燃油消耗大大降低，HC排放改善很多。     

缸内直喷汽油机燃烧控制策略及实现

本介绍了基于两次燃油喷射的缸内直喷汽油机的开发，着重介绍其中的喷油电控系统。两次燃油喷射技术被用来控制混合气形成和燃烧，以降低燃烧系统设计的复杂程度。设计开发了控制两次喷油的时间及喷油量的电控系统，可以精确控制高压旋流喷嘴的喷雾。进行了改变喷油参数对发动机性能影响的试验，结果表明：第二次喷油时刻及一、二次喷油量分配比例对发动机性能影响较为显；在空燃比接近18时，发动机燃油经济性较好。     

直喷汽油机缸内喷雾湿壁问题研究

直喷汽油机的湿壁问题会导致机油稀释,燃油经济性下降及尾气排放增加。但通过喷雾、燃烧室及缸内流场三者合理匹配与优化可以大大减少燃油湿壁。利用激光诊断技术对某直喷喷油器的喷雾特性进行全面测试,然后标定三维CFD软件中的喷雾模型,对缸内喷雾和混合气形成过程进行仿真计算,并研究了燃油喷射策略对燃油湿壁的影响。研究结果表明:采用两段喷射策略可以降低15%的碰壁量,混合气均匀程度基本不变;采用三段喷射可以降低27%的碰壁量,并可明显改善混合气浓度分布。