CA6DE1-21K柴油机瞬态工况NOx的排放特性

试验研究了CA6DE1-21K柴油机在恒转速变转矩和恒转矩变转速瞬态工况下NOx的排放规律．研究结果表明，在恒转速变转矩瞬态工况中，NOx瞬态排放值低于其在稳态工况下的排放值，且与转矩变化率的变化关系不大．在恒转矩变转速瞬态工况中，中低负荷时NOx排放值随着转速变化率的升高而上升，而在中高负荷时，工况的变化率对NOx排放影响不大。     

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。     

HPAS控制策略对柴油机瞬态烟度影响

为解决增压中冷车用柴油机瞬态工况排气烟度恶化问题，建立了基于实时数据采集的高压射流辅助能量供给（High Pressure Air Spray Assistant Power Supply，HPAS）试验系统，研究了不同HPAS控制策略对发动机瞬态性能的影响规律。试验结果表明采用工况瞬变前2s开始补气、油门稳定后即停止补气的预补气策略时HPAS对瞬态性能改善并不明显；采用油门增加即开始补气、回油门时停止补气的全程补气策略和油门增加到一半时开始补气、回油门时停止补气的中间补气两种策略对瞬态性能改善明显且幅值相近。考虑到实车应用的方便性确定了全程补气作为最终控制策略。     

车用直喷柴油机排气微粒的排放规律

在直喷式车用柴油机的各种稳态工况下测量了排气微粒、微粒的不可溶组份和微粒的可溶组份的排放规律。试验结果表明，微粒的可溶组份主要产生于中、小负荷。微粒的不可溶组份峰值在大负荷，随空燃比减小而增加。     

三维模拟计算中的前后处理方法研究

为了提高商用三维模拟计算软件STAR-CD的求解精度和稳定性,自创了CMC-O-grid(cylinder mesh centering-O-grid template)模板,采用此模板切割燃烧室几何生成的网格,在油束通过区域消除了耦合面并能保证良好的网格质量,使得求解稳定性提高,节省了计算时长.采用喷油锥截面和纵截面图相结合的方式展示微观场,以最少的截图展示了更多的信息,具有较高的性价比.为了克服传统后处理分析基本采用微观场图像展示进行定性分析的局限,总结出了一套针对关键单元格集合进行统计的后处理方法,"量"化了微观参数.模拟结果表明了该统计方法有助于揭示微观机理.     

后喷策略对柴油机瞬变过程高负荷工况性能的影响

为了改善柴油机瞬变高负荷工况下缸内燃烧恶化和烟度骤升的问题,以8.6L车用重型柴油机为对象,开展了燃油后喷策略对瞬变工况性能的影响研究。试验研究了在柴油机瞬变过程的高负荷工况段加入后喷时不同后喷参数对瞬变工况性能的影响,并利用模拟手段分析了后喷对缸内燃烧状况、缸内气体的流动和碳烟排放的影响和作用机理。为了更好地说明缸内气体混合情况,引入氧气驱动能量这一概念。研究结果表明:在主喷燃烧阶段,氧气驱动能量对混合气的形成起主导作用;随着后喷油量增多,缸内气体扰动增加,缸内稀混合气比例增加,放热率第二峰值和第三峰值均提高且相位前移;后喷油量对NO_x排放影响较小。综合考虑指示热效率和碳烟排放,对于瞬变过程90%负荷工况,主后喷间隔为4°曲轴转角且后喷量25%时排放效果整体最佳。     

车用柴油机低排放缩口燃烧系统的优化

为了定量评价低排放缩口燃烧室内的气流特性,引入了涡流强度保持性的概念。采用FIRE软件对车用直喷式柴油机低排放缩口型燃烧室内气流的空间分布及其变化规律进行了数值计算,利用计算结果并结合MATLAB软件计算了不同缩口直径燃烧室内的瞬态涡流强度保持性大小,由此评价这种燃烧室的气流特性,并分析不同缩口直径对燃烧室内气流特性及其涡流强度保持性的影响。在此基础上,通过台架试验对比分析燃烧室内的这种涡流强度保持性与喷射系统参数和进气涡流匹配时对柴油机性能的影响。结果表明,采用适当的低排放缩口型直喷式燃烧室结构可有效地组织和控制燃烧室内气流分布规律及其强度,而且对于这种燃烧室结构存在着最佳的喷射位置和进气涡流比,从而在动力性和经济性基本保持不变的条件下可有效地改善柴油机的排放特性。     

直喷式柴油机起动过程排放历程分析

柴油机冷机起动排放高于热机起动,为了分析其排放的变化历程及形成原因,利用瞬时转速及燃烧测试系统,在直喷式柴油机上进行了冷机与热机起动对比试验。试验结果表明,冷机起动整个过程中供油量较高,导致冷机起动总体排放量比热机高。冷机起动初始期失火循环和燃烧不完全循环以及过渡期滞后燃烧循环较多,导致这两个阶段的HC和CO排放明显升高。降低起动供油量,减少在起动初始期和过渡期产生的不完全燃烧和失火循环,是降低柴油机起动过程排放、进行燃烧过程优化控制的重点。     

道路中微观路段事故概率预测模型

用贝叶斯方法求解泊松分布参数估计量,得到微观路段事故发生次数理论值预测模型和概率预测模型,并提出用累积概率表确定事故预测区间的方法,较好地解决了路网中某地点事故预测的难题。     

天然气制油/柴油混合燃料对小型柴油机燃烧特性的影响

应用自行开发的柴油机瞬态工况测控系统,研究了GTL(Gas to liquid)添加比例对小型直喷式柴油机稳态及恒转速增转矩瞬态工况下燃烧特性的影响规律。结果表明:在稳态和恒转速增转矩瞬态工况下,GTL添加比例对燃烧参数的影响具有基本相同的规律,随着GTL燃料添加比例的增加,着火始点提前,滞燃期缩短,预混合燃烧期和预混合燃烧量减小,缸内压力峰值、放热率峰值、燃烧温度有所降低,有利于降低NOx的排放量和燃烧噪声。当添加少量GTL燃料时,燃烧持续期延长,随着GTL添加比例的增加,燃烧持续期有所缩短。100%GTL燃料的燃烧持续期与柴油相当。