含氧添加剂碳酸二甲酯降低轻型直喷柴油机碳烟的研究

为了研究含氧燃料对发动机性能和排放的影响,在一台Ｆｏｒｄ７６ＰＳＮＡ轻型直喷柴油机上,以发动机台架试验的方法,研究了碳酸二甲酯作为含氧燃料添加剂对对烟度和发动机性的影响。结果表明,在发动机燃油和燃烧系统不变的条件下,随着ＤＭＣ在柴油中添加比例的增加,排气烟度逐步下降。热效率提高,但发动机功率略有下降。     

内燃机缸内流体动力学(CFD)仿真系统的开发与应用

设计了一个内燃机缸内流体动力学仿真软件平台．依据流体动力学基本理论,结合内燃机缸内工程模型,利用FORTRAN语言双精度算法设计源程序;同时设计专门的可视化模块将计算结果导入AOTUCAD通用软件中自动显示,开发出了集网格划分、CFD计算和可视化于一体的内燃机缸内流体动力学仿真系统．系统测试表明：仿真平台能准确反映客观因素对缸内状态的影响规律。能为下一阶段的燃烧过程仿真提供数据支持,能预测内燃机排放,可以在内燃机行业推广应用．     

EGR对GDI汽油机燃烧和排放的影响

为降低GDI发动机污染物排放,试验研究了中小负荷下废气再循环和过量空气系数对缸内直喷汽油机燃烧及排放的影响规律。研究表明：加入EGR能显著降低缸内峰值压力,且过量空气系数小于1时,废气对燃油的蒸发雾化起积极作用,使燃烧持续期增大,但燃烧放热率降低;EGR能显著降低直喷汽油机的NOx排放,但对CO排放的影响较弱;过量空气系数小于1时,EGR对HC排放的影响较明显,HC排放随EGR率增大而减小;随过量空气系数的增大,EGR对HC排放的影响逐渐降低。总体来看,当过量空气系数小于1时,EGR对缸内直喷汽油机的燃烧和排放影响较明显,废气的稀释和热容作用起重要作用;EGR的加入,降低了GDI汽油机核态颗粒物的排放,随EGR率增大,PM排放降低。当过量空气系数大于1后,EGR对缸内直喷汽油机的燃烧和排放的影响逐渐减弱。     

内燃兰金循环发动机爆震控制试验

基于一台改造的双缸柴油机,结合自行开发的进气及缸内高温水喷射系统,针对高压缩比、高氧浓度下内燃兰金循环发动机爆震工况开展试验研究.结果表明,与空气进气相比,高氧浓度进气会导致爆震出现,通过对缸内压力进行傅里叶变换和带通滤波后得到的爆震强度可达0.26 MPa.在爆震工况下结合缸内高温高压水喷射策略,可以有效抑制爆震强度,维持缸内燃烧过程稳定,与此同时,高温高压水吸热蒸发汽化,有效提高系统热效率.     

缸内直喷型汽油车起动工况颗粒组分排放特性

以一辆国V排放均质燃烧模式缸内直喷型(GDI)汽油车为研究对象,分析了该GDI汽油车25℃冷机起动、25℃热机起动、5℃冷机起动等不同起动条件下GB18352.5—2013Ⅰ型试验的颗粒质量、数量排放及组分特性.结果表明:该车产生的颗粒物质量、数量排放受起动条件的影响较大,5℃冷机起动的颗粒物质量、数量较高;颗粒排放的碳质组分中有机碳约为总碳排放的81%,25℃热机起动有机碳与元素碳比例变化不大,5℃冷机起动有机碳比例降低15%;颗粒可溶性有机物(SOF)组分主要以脂肪酸和烷烃为主,25℃热机起动SOF组分变化不大,5℃冷机起动多环芳烃(PAHs)比例增大24倍;脂肪酸主要是C16:0和C18,受冷、热机起动和环境温度变化影响较小;烷烃主要是C_(24)H_(50)、C_(25)H_(52)、C_(26)H_(54)和C_(27)H_(56),受冷、热机起动影响不大,受环境温度变化影响较大;PAHs主要是中环和高环芳烃,受冷、热机起动和环境温度变化的影响均较大.     

可变气门升程对涡轮增压缸内直喷汽油机缸内流动特性的影响

采用数值模拟方法对不同最大进气门升程（MVL）下涡轮增压缸内直喷汽油机缸内气体的流动特性进行分析,以掌握变气门升程对缸内流动的影响规律．结果表明,MVL的减小使过进气门中心线的纵截面内的顺时针滚流增强。在120℃A时刻,MVL为7．7mm时截面内气体流动以逆时针滚流为主,而MVL为1．0mm时截面内气体流动以顺时针滚流为主;低MVL有利于进气初期缸内滚流比的提高,而在进气后期及压缩过程中,MVL为1．0mm时缸内滚流比明显低于MVL为7．7mm和4．0mm时的缸内滚流比;随着进气门升程的减小,湍流强度第一个峰值明显升高（MVL为7．7mm时峰值为0．54,而MVL为1．0mm时峰值达1．03）,但小MVL条件下湍流强度衰减较快,在压缩末期3种MVL下的湍流强度差别较小．     

端面进气角度对掺氢转子机性能的影响

为了探究进气角度对转子机性能的影响,以复合进气转子机为研究对象,构建并验证了适用于转子机工作过程的CFD模型。通过数值模拟的方法,对不同端面进气角度下氢气/汽油双燃料转子机的缸内流场和燃烧过程进行了研究。结果表明,随着进气角度的增加,从端面进气口进入的混合气与气缸后端盖的撞击点不断向燃烧室前方移动,从周边进气口进入的气体在燃烧室后端形成滚流,缸内混合气的平均涡度变大;在上止点附近缸内会形成与转子运动方向一致的单向流;在点火时刻缸内混合气的流速随着进气角度的增加略有降低,导致火焰传播速度变慢,燃料放热速率降低;相比于进气角度为0°时,当进气角度增加为60°时峰值缸压上升了7.44%,但NOx的生成量增加了27.67%。     

复合燃烧技术在缸内直喷汽油机的应用探讨

汽车技术诞生的百余年中,发动机作为核心一直在不断突破,但其技术更新远不如车型风格演变那样简便,往往十数年都难以有大的进展,就好像一些车型引以为豪的VVT可变正时气门技术,其实也已经是上世纪的产物。而近年来,欧美的汽油缸内直喷技术开始从实验室走向市场,由此带来的发动机第三次革命也诞生了迄今最牛的汽油发动机技术——缸内直喷。文中介绍了缸内直喷汽油机的性能特点、提出了燃烧理论空燃比的复合喷射燃烧技术,运用了废气再循环(EGR)分层技术。复合喷射通过稳压腔辅助喷射燃油和缸内直接喷射燃油,使缸内形成准均质混合气,以满足各种工况下缸内直喷汽油机对混合气的要求。     

直喷汽油机喷雾撞壁特性试验与模拟

为了研究缸内直喷汽油机喷雾撞壁特性,建立了可视化喷雾试验台,测量了撞壁喷雾的高度、喷雾半径及喷雾远端发展速度.对喷雾撞壁过程进行了三维数值模拟,利用试验数据进行了校核.通过试验和模拟,分析了不同喷射压力、环境背压、喷嘴到壁面的距离、壁面倾角及壁面温度等因素对撞壁喷雾特性的影响.结果表明:环境背压的增大导致撞壁喷雾的高度...     

车用催化转化器的CO空速特性

根据三元催化转化器的CO空速特性试验，得出了CO空速特性试验曲线，应用流体附面层理论和质量传输的基本原理分析了三元催化转化器蜂窝孔内的CO气体流动和质量传输的过程，解释了三元催化转化器CO空速特性的内在机理，认为随着空速的增加，开始时CO的体积分数附面层厚度直线降低，CO传质系数kf直线上升，加速了CO向催化剂表面的传质速度，有更多的CO被输送到催化剂表面，增加了CO反应物的体积分数，加快了CO的转化率，而与此同时气体流过三元催化转化器所需的时间在直线减小，CO参加化学反应的时间在直线减小，空速对CO传质系数的正面影响和对化学反应时间的负面影响都呈线性变化，二者作用相互抵消，总体表现为CO的转化率没有什么变化，而随空速的进一步增加，CO的体积分数附面层厚度降低变得缓慢，并趋向于稳定，同时CO传质系数kf的上升速度也开始变得缓慢，并趋于稳定，CO的化学反应速度基本维持不变，而与此同时CO参加化学反应的时间还是直线减小，所以CO的催化转化表现为下降趋势。