缸内直喷发动机热机起动模式的研究

在缸内直喷发动机上分别研究传统起动模式、压缩缸起动模式和膨胀缸燃烧辅助起动模式三种起动模式,对比分析了其起动过程中起动转速特性、起动HC排放和起动耗电量。研究结果表明:相比传统起动模式,压缩缸起动模式和膨胀缸燃烧辅助起动模式在起动速度和起动耗电量方面均有较大优势,尤其后者起动耗电量几乎节省一半;在起动HC排放方面,压缩缸起动模式没有太大的增加,而膨胀缸燃烧辅助起动模式因其膨胀缸燃烧不良以致有一定程度的增加;压缩缸起动模式的综合性能更具优势。     

共轨柴油机碳烟排放性能恶化分析及对策

某型柴油机燃油系统改装成共轨系统之后,碳烟排放性能恶化。通过对喷雾贯穿距的分析．判断为燃油碰壁致使缸壁处形成富油区,从而恶化了排放性能。本文提出利用增大喷射夹角使燃油喷雾碰壁后反弹以改善燃烧的措施。通过对不同喷射夹角下的缸内喷雾及燃烧过程进行三维CFD模拟,给出了3种不同喷射夹角时缸内部分流场的时空分布。分析了缸内流场对燃烧与排放的影响。仿真结果表明适当增大喷射夹角,缸内压力升高,碳烟生成量减少。     

火花点燃式甲醇汽油发动机冷起动过程燃烧特性研究

随着欧Ⅲ及以上排放法规的实施,对发动机冷起动过程排放的控制显得越来越重要。在一台3缸进气道喷射汽油机上开展了甲醇-汽油对冷机起动及其后怠速暖机过程燃烧和排放特性影响的研究。缸内压力数据分析表明在汽油中加入甲醇,可以明显改善冷起动过程缸内燃烧。随着添加比例的增加,发动机起动后的50个循环火焰发展角和快速燃烧角都明显缩短,平均指示压力升高。研究中设计了一种新颖的准瞬态排放采样系统,测量了冷起动和暖机过程的HC和CO排放。环境温度5℃下测量结果表明,HC和CO排放随着甲醇添加比例增加明显降低,发动机燃用M30时,HC降低了40％,CO降低了70％,排气温度在起动200s时也比原汽油机升高了140℃。     

CO_2进气道和缸内喷射对柴油准HCCI燃烧的影响

通过开发的气体喷射系统,研究并对比了进气道和缸内喷射CO2对准均质压燃燃烧排放的影响.准HCCI燃烧由两段喷油实现.结果表明:随着缸内和进气道CO2循环喷射量的增大,缸内最高平均温度降低,燃烧相位推迟,最大压力升高率变化不大;NOX排放减小,HC和CO排放增大.等CO2喷射量下,NOx随着缸内CO2喷射始点的提前而减小;缸内喷射的HC和CO排放较进气道喷射的大.随着CO2循环喷射量的增大,进气道喷射的烟度开始变化不大,然后急剧上升;而缸内喷射的烟度变化不大.     

基于混合动力起动模式发动机起动过程HC排放试验研究

针对ISG型混合动力汽车发动机起动过程中HC排放问题,试验中采用了混合动力起动模式,研究了不同电机拖转转速和不同的冷却液温度条件下发动机起动过程HC的排放控制.不同的ISG电机拖转转速影响缸内混合气的混合与燃烧,合适的拖转转速可以减少HC的排放.试验证明:在常温起动阶段,发动机HC排放性能最佳电机拖转转速为1200r·min-1.试验分析了不同冷却液温度下起动过程HC生成的机理,为HC排放的优化控制提供了理论依据.     

直喷汽油机二次喷射改善冷起动性能的研究

通过一台直列4缸汽油机分析了喷油模式对直喷汽油(GDI)发动机冷起动过程及冷态怠速过程的影响.结果表明:通过调整喷油策略可以改变缸内混合气的燃烧过程,在二次喷油比例为0.6∶0.4、喷油定时分别为上止点前300°CA和140°CA、环境温度为-30℃条件下,发动机的燃烧特性最佳,HC排放最低.在车辆冷起动过程中,通过二次喷射可以有效缩短混合气的滞燃期和燃烧持续期,以达到缩短起动时间、提高起动性能的目的.在起动后的怠速阶段,采用二次喷射可以大幅提高发动机的燃烧稳定性,有效消除怠速不稳的问题.在闭环控制阶段,通过二次喷射合理组织缸内混合气分布,可以有效改善减稀混合气造成的车辆抖动问题.此外,缸内混合气燃烧过程的优化可以有效降低冷起动过程的HC和CO排放,但会造成NOx排放的小幅升高.     

低比例甲醇汽油发动机冷起动非常规排放和燃烧特性研究

在电控进气道喷射汽油机台架上,分别使用汽油、M10、M20和M30 4种燃油在常温条件下模拟了NEDC测试循环中的前2个市区工况循环(ECE),对冷起动过程中催化剂前后的常规排放和非常规排放以及燃烧特性进行了研究。研究结果表明:随着燃油中甲醇比例的增大,4种燃油的CO、NOx排放量逐步减少,而甲醇、甲醛等非常规排放量逐步增多。THC排放量在冷起动初期随着甲醇比例的增大而增加,在发动机温度上升后随着甲醇比例的增大而减少。但是在常规三效催化剂起燃以后,催化剂后的常规和非常规排放基本上均能得到有效控制。随着汽油燃料中甲醇添加比例的增大,在冷起动过程中发动机燃烧持续期缩短,缸内平均指示压力略有升高,对发动机缸内燃烧有一定的改善作用。     

喷射参数对二甲醚PPCCI发动机燃烧与排放特性的影响

在一台6缸增压电控共轨二甲醚发动机上进行试验,研究了预喷时刻、预喷燃料量、喷射压力、主喷时刻等喷射参数对二甲醚部分预混合充量压缩燃烧(PPCCI)发动机燃烧与排放特性的影响。试验结果表明:随预喷时刻提前,缸内压力峰值降低,二甲醚发动机缸内燃烧由两阶段放热转变为PPCCI三阶段放热,氮氧化物(NOx)排放显著降低,HC和CO排放升高;随预喷射燃料量增加,缸内压力峰值及预混合燃烧的冷焰反应和热焰反应速率明显增大,NOx排放逐渐降低,HC和CO排放显著升高;随喷射压力降低,预混合燃烧热焰反应速率增加,主喷扩散燃烧始点推迟,扩散燃烧放热率峰值和NOx排放明显降低,HC和CO排放升高;随主喷时刻推迟,预喷预混合燃烧几乎没有变化,主喷扩散燃烧延后,缸内压力峰值和放热率峰值降低,NOx排放显著降低,HC和CO排放升高。     

冷起动首循环瞬态HC排放特性试验研究

从循环控制的角度,详细研究了LPG点燃式发动机冷起动首循环瞬态HC排放特性。试验在一台电控LPG进气道喷射单缸风冷四冲程、125mL发动机上进行。通过高速采集系统记录发动机首循环瞬态HC排放、瞬时缸压和转速,分析了瞬态HC排放与其他参数之间的关系。研究表明：随着过量空气系数的变化,首循环瞬态HC排放在一个较宽的混合气浓度变化范围内平缓变化,并稳定在较低的水平。首循环瞬态HC排放的最小值出现在缸内燃烧最好的燃空当量比附近。当首循环混合气浓度过浓或者是过稀时,瞬态HC排放迅速增加。首循环瞬态HC排放随点火角度的推迟,其变化规律为先增加再减少,随点火角度不断推迟,在膨胀行程中氧化的燃料不断增加,当点火角度推迟到一定限值,缸内燃烧不能进行,瞬态HC排放急剧增加。     

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     

GDI发动机怠速停止技术无起动机起动的试验研究

不使用起动机的条件下,在一台4G15缸内直喷汽油机上研究了直接向处于膨胀冲程气缸喷油点火正转直接起动模式和向处于压缩冲程气缸喷油反转后再向膨胀冲程气缸喷油正转的起动模式.结果表明:首次喷油气缸过量空气系数在0.84左右时可以获得最高燃烧压力;正转起动模式处于膨胀冲程气缸活塞初始位置在上止点后105°CA时较为理想,能保证膨胀冲程气缸活塞转过其下止点,从而使起动成功;对于先反转后正转起动模式,处于压缩冲程气缸活塞位置控制在上止点前80°CA时,保证了该活塞反转且不能转过其下止点,其次使处于膨胀冲程的气缸有较多的气体并尽量的被压缩,有利于顺利起动.     

直喷式柴油机起动过程燃烧分析

为了快速、定性分析柴油机起动过程中的燃烧状态,在直喷式柴油机上进行冷机与热机起动过程实验,提出用瞬时转速和示功图对柴油机起动进行燃烧分析的方法．实验结果表明,冷机起动过程中有失火现象,用瞬时转速可以判断着火首循环和失火循环．根据示功图形状及燃烧状态,定义了4种燃烧状态以及相对应的4种典型示功图形式,将起动过程划分为4个阶段．热机起动初始期和过渡期很短,而冷机起动有明显的4个阶段．不完全燃烧或失火是柴油机起动过程、燃烧过程控制优化的重点,多出现在起动初始期和过渡期．     

直喷汽油机热机起动首循环着火特性

为实现缸内直喷汽油机热机快速起动,可直接向处于压缩或膨胀冲程的气缸喷入燃油起动,但其首循环着火具有特殊性.在一台4G15缸内直喷汽油机上,研究了活塞初始位置、冷却液温度和喷油参数对首循环着火的影响.结果表明：当冷却液温度为100,℃、活塞初始位置距离压缩上止点小于90°C A时,在混合气偏浓和偏稀处出现失火区;随着活塞...     

发动机活塞位置全工况测量系统设计与试验

设计的发动机活塞位置全工况测量系统利用特定的二进制信号靶盘及光电传感器来突破传统磁电传感器频率响应下限,并设计活塞位置标定表和相应算法,满足了直喷汽油机瞬时反转直接起停系统对工况的拓展,可全工况实时监测发动机活塞位置、相位、正反转信号和转速.同时建立了直喷发动机停机试验台架,并在冷却水温度90,℃时进行无负载停机试验.结果表明,发动机停机行为遵循"正转-反转-再正转"的停机特征.经统计,反转幅度在65～75,°CA,反转最高转速达到70,r/min,之后的再次正转幅度在2～5,°CA,再次正转最高转速为40,r/min.发动机停机行为是活塞-连杆-曲轴-飞轮系统受摩擦和缸内所封住气体的影响,与周围环境构成停机剩余动能的耗散系统.     

进气温度对直喷式柴油机冷起动初始期燃烧和排放的影响

为了研究进气温度对柴油机起动过程燃烧不稳定性和排放的影响规律,利用柴油机起动过程燃烧、排放测控系统,在一台直喷式单缸柴油机上进行了试验。试验结果表明：进气温度对柴油机冷机起动过程初始期燃烧有较大影响,随进气温度的升高,冷机起动着火滞后期明显减小,扩散燃烧增加。提高进气温度能够明显改善着火条件,降低起动过程供油量,减少失火循环,从而明显改善起动过程中的HC排放。     

点燃式航空煤油直喷发动机冷起动性能试验

以自主开发的低压空气辅助直喷航空煤油发动机为平台,开展了冷起动燃烧特性试验.基于油、气顺序喷射和同步喷射策略分别探究了油、气喷射间隔时间和喷气截止时刻对燃烧的影响;设计并验证了基于过量空气系数的动态油量控制策略对冷起动过程燃烧稳定性的影响.结果表明:随油、气喷射间隔时间的延长,平均最高燃烧压力先增大后减小,3ms时具有...     

交流同步起动发电机在变频起动中机械特性的分析与计算

立足于铁道部正在研制的第一台交流传动内燃调车机车,在已设计的同步起动发电机参数的基础上,结合变频起动装置的工作原理,分析并计算该起动发电机在起动过程中的机械特性。     

基于联络矩阵法的黑启动分区与机组启动顺序选择方案

针对黑启动过程中合理分区的重要性,考虑黑启动过程中线路恢复成功率与机组启动成功率,提出了机组恢复期望功率这一黑启动恢复指标。首先利用所提指标结合线路恢复时间建立节点分区判定目标函数,初步确定各待恢复节点所属分区;然后利用分区子系统期望恢复功率与分区网架结构形成时间建立新的分区目标函数,利用改进的模拟退火法求解该目标函数以实现黑启动分区的全局优化;最后得出了待恢复机组所属分区以及各分区内机组恢复顺序,并找到了所有待恢复机组的最优黑启动路径。     

高压起动技术在天铁4500 kW同步电机中的应用

本文针对高压大型电机起动困难的状况,分析并提出了解决问题的措施,阐述了高压软起动技术在天铁集团4 500kW同步电机中的应用.     

降低汽油机冷启动阶段有害排放的方法探讨

汽油机在一个测试循环的排放污染物总量中，大约有70%--80%的非甲烷碳氢化合物在汽油机冷启动阶段没有经催化转化而直接排入大气中，造成严重污染。经研究后发现。在某些适当的条件下，使用催化转化器可大幅度降低汽油机的冷启动排放污染物的数量，进而提出了一些可行的实用方案。