天然气发动机动力性恢复研究

通过控制装置转换两用燃料来恢复发动机的动力性。在对两种燃料进行了性能对比试验后,分析并确定了转换点对应的节气门开度。然后进行燃料转换试验。研究结果表明：天然气汽油转换发动机运转稳定,最佳的转换位置是50％节气门开度。开度低于50％时,发动机燃用天然气;高于50％后,燃用汽油以恢复动力性要求。转换前后发动机排放分别接近燃用天然气和汽油的排放量。     

特种车辆煤油代用燃料喷雾与燃烧特性研究

利用定容喷雾弹和单缸机柴油机对煤油燃料的喷雾特性和燃烧特性开展对比试验研究,分析燃用煤油燃料对发动机动力性及经济性的影响.结果表明:与柴油相比,煤油燃料喷雾锥角增大、贯穿距减小.在标定不变的前提下,柴油机燃用航空煤油缸内放热率曲线与燃用柴油相比变化不大,最大压升率及排温略有降低.燃用灯用煤油相比柴油放热始点推迟,在标定工况预混合放热缓慢,在最大扭矩工况下预混合放热剧烈,最大压升率相比燃用柴油增加0.04 MPa·℃A-1,发动机排温降低.柴油机燃用煤油燃料的功率降幅在6.7%以内,油耗率有所降低.     

天然气发动机使用性能的分析与改善

分析了天然气发动机动力性能下降机理,与燃用汽油比较,计算出燃用天然气时的实际分子变更系数β=1,燃用天然气循环功损失为5.74%。汽油车改为天然气车后,热效率增加,但混合气热值及充气量减小幅度较大,加之β减小,使动力性有较大的下降。在以CA6102发动机为基础改装的天然气/汽油两用燃料发动机上进行了动力性试验。满负荷实测试验表明,发动机燃用天然气时,进气量为燃用汽油时进气量的89.9%,仅进气量下降就使发动机的动力性能下降约10%。外特性试验表明,在发动机转速为3 000 r.min-1时,燃用天然气和燃用汽油时的功率分别为65.3kW和89.5 kW,燃用天然气燃料功率损失高达27%。最后给出了提高天然气汽车动力性的措施。     

火花点火发动机稀燃NOx排放控制的电控节气门系统研究

为应用吸附还原催化器控制稀燃NO_z排放,建立了一套火花点火发动机的电控节气门系统．当发动机短时间工作在富燃状态时,通过控制节气门开度和点火提前角,可以获得稳定的功率和扭矩输出．在丰田8A16气门电喷汽油机上进行了试验研究,同时采用吸附还原催化器和三效催化器控制排放．催化后NO_z排放最低可达50×10~(-6),转化效率高迭90%以上．在浓稀变换过程中,催化后的NO_z排放保持稳定．     

GW15汽油机排气歧管的优化设计

应用AVLBOOST软件结合经验公式对GW15汽油机进行了一维不稳定流动模拟计算。基于数值模拟结果,优化原汽油机排气歧管,并通过试验测得该发动机的扭矩、功率、燃油消耗率、空燃比、排气温度等参数加以分析验证。研究结果表明:优化后,最大扭矩增加了4.22 N.m;最大功率增加了3.06 kW;最低燃料消耗率在常用转速下降低了5.82 g/(kW.h)。     

ISG型中度混合动力轿车油门动态协调控制策略

采用瞬时优化与定工况下全局优化相结合的方法,对ISG(Integrated Starter/Generator)型中度混合动力汽车的系统效率进行优化,以系统效率最高为优化目标,优化混合动力系统能量管理策略。为了避免混合动力汽车在模式切换或突然加速时,由于发动机油门突变导致的动态油耗增加,当发动机油门开度变化率过大时,采用发动机惯性矩闭环控制和电机补偿控制的方法对中度混合动力系统进行动态协调控制,限制发动机节气门开度变化率,抑制汽油过度喷射,以达到降低油耗的目的。建立了系统仿真模型并进行了仿真模拟,结果表明,通过对混合动力汽车油门的动态协调控制,在保证动力性的条件下,可明显降低混合动力轿车的整车综合油耗。     

基于PIC的摩托车发动机电控单元

电控单元(ECU)是电控汽油喷射系统的核心智能部件,其主要功能是根据节气门开度和发动机转速并结合其他参数对点火提前角和喷油脉宽信号进行控制,实现发动机燃烧过程的优化.本文以MAP工况为例,介绍了基于PIC单片机的电控单元开发及其工作原理和硬件系统.     

不同比例甲醇汽油掺烧性能试验研究

对M10、M15、M50甲醇汽油以及93#汽油在GW491QE发动机上进行发动机性能台架试验研究。扭矩始终保持在60N·m,转速从1 000r/min增加到3 000r/min,记录相应数据,分别绘制动力性、经济性和排放性能曲线,对比分析,探讨影响GW491QE发动机性能的因素,选出能在GW491QE发动机上实际应用的合适掺烧比例甲醇汽油。试验结果表明:在中低转速时,3种甲醇汽油的功率与93#汽油基本相同,即动力性与93#汽油大致保持一致;燃油经济性降低大约6%~10%;3种甲醇汽油的HC和CO排放均降低,M15改善最为明显;NOx排放有所降低。综合考虑GW491QE发动机的动力性、经济性和排放性能,M15甲醇汽油为较好的实际应用比例。     

LPG/汽油双燃料发动机性能与排放特性研究

对燃用LPG和汽油的双燃料发动机在采用不同结构混合器(比例式混合器和文丘里混合器)和气化器匹配时的动力性、经济性及排放特性进行了研究．结果表明,当采用比例式混合器和文丘里气化器时,发动机燃用LPG的动力性与混合器和气化器均采用文丘里结构时相比要差,两者与燃用汽油相比,功率均下降了约6％～7％;前者的比气耗与后者相比要低约6％,燃用LPG的比燃料消耗比燃用汽油时低约9％;任何负荷情况下,不同混合器与气化器匹配时,发动机燃用LPG的NOx排放都明显比燃用汽油时低．动力性下降的幅度、比燃料消耗及HC和CO排放特性与燃料供给系统的结构密切相关,不同混合器和不同气化器的匹配对发动机特性有显著影响．     

气体燃料发动机进气调谐系统中新型电磁阀设计

发动机燃用气体燃料时,充气效率降低,使发动机最大功率及扭矩下降。为提高燃气发动机的动力性,可对其进气系统进行谐振增压。在进气调谐系统的开发中设计了一种新型阀门,该阀门与目前常用的阀门相比,流通阻力减小,结构简单,安装方便,更具实用性。改装后的发动机,最大转矩比原机至少提高了11.8%,最大转矩工况的燃油消耗率比原机降低了4g/(kW.h)。改装系统可适用于多种燃料发动机及汽油机。     

丁醇-汽油混合燃料应用于汽油机的性能实验研究

本文对不同比例的丁醇 汽油混合燃料在气道电控喷射汽油机台架上进行了性能实验研究。在转速为2 000 r/min和2 500 r/min时,将分别添加体积分数10%、20%丁醇的混合汽油与纯汽油进行了对比。研究结果表明,掺混丁醇后,发动机动力性略有下降,有效燃油消耗率略有增加,在90 N·m时比油耗取得最低值,在实验工况下HC和NOx排放略有下降,对CO影响较小。     

汽油机缸内直喷周向分层燃烧系统的试验研究

开发了一台采用缸内直喷周向分层燃烧系统的汽油机，对喷嘴型式，火花塞与油束相对位置，供油提前角，喷油压力，进气涡流比，喷油泵柱塞直径和压缩比等燃烧系统的主要参数进行了优化，得到了发动机燃用汽油时的最优参数，采用缸内直喷周向分层燃烧系统后，汽油机的热效率与柴油机的大致相当。     

PFI汽油机油气混合过程三维瞬态数值模拟

以KIVA程序作为三维瞬态模拟软件,对进气道喷油式汽油机(PFI汽油机)采用闭阀喷射模式在3 500 r/min全负荷工况以及800 r/min怠速工况下单个工作循环内的油气混合过程进行了计算研究.计算表明两工况有着相似的燃油蒸气浓度分布状况,并且点火前时刻两工况下缸内的混合气浓度分布都比较均匀,空燃比的变化范围不大.计算还表明,800 r/min怠速工况下的燃油蒸发状况明显劣于3 500 r/min全负荷工况,该工况下气道内不仅存在附壁油膜,而且部分油膜不能在本循环完全蒸发,致使点火时刻缸内的燃油蒸气浓度明显低于3 500 r/min工况下的燃油蒸气浓度.     

缸内直喷汽油机高压油泵控制系统的设计

针对缸内直喷汽油机高压油泵工作噪声较大和高压油轨压力动态响应较慢的问题,通过对高压油泵溢流阀驱动电流的优化和泵油量控制策略的设计,使高压油泵工作噪声降低,动态响应时间缩短,当节气门开度由20%增大至50%、目标轨压由6.5 MPa阶跃至9.3 MPa时的动态响应时间仅为4s,表明该方法可行,对整个发动机燃油喷射控制系统的优化具有参考价值.     

Research on two-step throttle characteristics of double-rotation valve port for hydraulic servo joint

The hydraulic robot with large output torque is widely used in industry,however,its precision is not high.In order to solve this problem,this paper presents a new structure of rotary valve with double-rotation valve port,which can improve the two-step throttle characteristics of the valve port,reduce the cavitation phenomenon of the valve port,and increase the output accuracy of the hydraulic servo joint.Firstly,the internal flow field of the rotary valve is simulated by using the sliding grid technology of FLUENT software,and the changing rule of the throttle position in the working process of the structure is analyzed.Secondly,compared with the simulation results of rotary valve with single-rotation valve port,it is shown that the two-step throttle characteristics of the structure are less affected by the change of the opening of the rotary valve,and the cavitation index of the joint valve port is reduced.Finally,the influence of the rotation speed of the valve core,oil supply pressure and key dimension of valve core on throttle characteristics of rotary valve have been analyzed.     

Atkinson循环汽油机小负荷燃油经济性优化

为优化汽油机小负荷区域燃油经济性,通过分析进气相位对汽油机小负荷工况燃油经济性影响规律。调整进气正时参数,推迟进气晚关角,优化进气门开启持续期,实现Atkinson循环发动机耗油率的下降。研究结果表明:采用Atkinson循环的发动机,在膨胀比增加的基础上,配合VVT及进气门开启持续期的调整,可以提升燃油经济性并降低泵气损失。提高几何压缩比由10.5增加到12.0,配合调整VVT和进气门开启持续期,利用曲柄连杆运动规律控制有效压缩比到10.7。选择进气门晚关角为下止点后100 CA、进气门开启持续期为270 CA时燃油经济性达到最优,对比原发动机性能效果改善17.96%,同时泵气损失降低13.96%。因此该优化方案为发动机油耗的改善,提供了一种有效的参考。     

由转速对汽油机点火提前角进行自适应控制的研究

研究了利用检测汽油机转速单一参数来进行汽油机点火提前角自适应控制的方法。从实用角度出发，在保留原汽油机分电器的基础上，将微机自适应控制和原发动机分电器开环控制结合起来进行联合控制。当汽油机处于稳定转速和缓变速时，由微机进行自适应控制；发动机运行在急变速工况时，则由分电器单独控制。这样既能保证点火系统可靠工作，又改善了原汽油机的动力性和经济性，具有实用价值。     

四变量气门执行机构可控自燃汽油机稳态性能及过渡过程

利用一维循环模拟软件GT-Power,在Matlab-Simulink环境中建立了带有进、排气门升程及定时都可调节的四变量气门执行机构(4VVAS)的汽油机可控自燃(CAI)燃烧仿真试验平台,对不同气门参数下4VVAS-CAI汽油机的稳态性能和过渡过程进行了预测和试验验证.研究表明,在4VVAS-CAI汽油机稳态运行过程中,不同的气门运动规律组合方式可以取得相同的汽油机负荷,但指示燃油耗(ISFC)不同.着火时刻是影响ISFC的关键因素,而在着火时刻相差不大时,进气回流和泵吸损失是影响ISFC的主要因素.在过渡过程中,合理地同时调节4VVAS的气门升程和定时更有助于实现汽油机负荷的快速过渡.     

增压状态下汽油机进气道性能评价及流通特性分析

针对某增压汽油机开发过程中进气道性能评价问题,建立了三维稳态及瞬态仿真模型,研究了增压状态下进气道无量纲流量系数、总体流量、缸内流动及喉口流速的变化规律．结果表明：随着进气压差的增大,气道无量纲流量系数明显降低,最大降幅达11％,但总体流量仍呈增长趋势;增压以后,气流速度大幅提升,大气门升程下,气门阀座处产生分离涡旋运动,加剧缸内扰动,有利于加快燃烧速度,降低爆震倾向;同时,气道流通截面流速增大,最高进气马赫数为0．46,处于安全范围．综合各项数据,判定该气道性能满足增压机型需求．