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.     

汽油缸内直喷多孔喷油器喷雾碰壁特性试验

为了研究缸内直喷汽油机多孔喷油器的碰壁喷雾特性,建立了定容碰壁喷雾试验装置,对不同喷油压力和不同环境压力条件下的碰壁喷雾过程进行了拍摄,同时考虑壁面与喷嘴的距离和壁面倾角对碰壁喷雾特性的影响.结果表明:增加喷油压力可以使碰壁喷雾高度和半径增大,但是碰壁喷雾高度的增加率随喷油压力的增加而减小;随着环境背压的增大,碰壁喷雾高度和半径均减小,进一步增大环境背压,则碰壁喷雾高度增大;加大撞击壁面与喷嘴的距离和壁面倾角,碰壁喷雾高度和喷雾半径均增大,当壁面倾角进一步增大,碰壁液滴总动能减少,而且受到喷雾油束边缘的运动阻力,碰壁喷雾半径减小.     

稀燃汽油机Ag/Al2O3催化剂上选择性还原NOx

富氧条件下氮氧化物(NOx)去除是目前机动车尾气净化的研究难点之一。制备了Ag/Al2O3催化剂,在试验室活性评价的基础上,进行了稀燃汽油机台架上NOx选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)试验,评价了不同还原剂(乙醇和正辛烷)对NOx去除效率的影响。结果表明,在无外加还原剂条件下,400℃时NOx转化率大于40%;以乙醇为还原剂时,低温活性得到明显提高,活性区间大大加宽。实验室评价和台架试验中NOx转化率可达90%左右,还原剂以总碳氢(THC)计,THC/NOx最佳比例为6,最佳反应空速为30000h-1;但是外加还原剂时SCR催化剂会带来THC和CO排放的增加。     

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。     

废气入射管道参数对缸内EGR分层的影响

为了在某款摩托车汽油机缸内实现废气再循环 (exhaust gas recirculation,EGR)分层以减少泵气损失,降低NO_x排放,将原有的进气旁通系统改造为EGR系统,使用GT-POWER模型求解出3 000 r/min、60 mg进气量工况下废气入射管道以及进排气道的边界条件和初始条件,并将这些条件导入发动机的CONVERGE模型中进行计算,通过对比不同废气入射管径、不同安装角度、不同安装距离条件下的缸内流动特性、缸内速度场以及缸内废气质量分数分布,确定了最佳废气入射管道参数。结果表明：在3 000 r/min、60 mg进气量工况下,当废气入射管径为5 mm,入射角度为17.5°,安装距离为22 mm时,气缸内能实现EGR分层。     

车用汽油机排气热反应净化的实验研究

在汽车排气热反应净化机理与车用汽油机排气特性研究的基础上、本文通过对车用汽油机装上热反应净化器后,在发动机台架上进行发动机外特性与高,中,低转速下的发动机负荷特性试验,初步探讨热反应净化器的净化效果。     

基于进气调节的汽油机空燃比控制系统研究

针对单缸汽油机进行了结构改进,设计了用于空气调节的电子节气门机构,制定了各个工况下的空燃比控制策略,并对发动机的控制参数进行了优化,开发了发动机空燃比控制系统,实现了喷油和进气量的联合控制.台架试验结果表明,采用进气调节系统后,发动机动力、经济性和排放指标得到了显著的改善.     

EGR和点火时刻对缸内直喷汽油机排放的影响

在一台气流引导喷雾的GDI发动机上,进行了EGR对发动机排放影响的研究,研究了中小负荷下,EGR和点火时刻对发动机燃烧、排放的影响．试验结果表明,点火时刻对GDI发动机排放有明显影响,推迟点火时刻,可以显著降低NOx排放,高EGR水平条件下,NOx排放减少幅度更大．较高的EGR率会小幅降低CO排放,点火时刻对CO排放影响较小．低EGR率有利于获得较低的HC排放．在2500r／min下,适当的EGR率可以降低CO排放．提高EGR率和提前点火,会明显降低排气温度,转速2500r／min下的排气温度会明显高于1850r／min下的排气温度．中小EGR率下,核态颗粒排放物浓度明显升高,随着EGR率的增加,聚集态颗粒物浓度小幅降低,核态颗粒物粒径范围10～25nm．     

神经网络在汽油机瞬态空燃比控制中的应用

为了对稀薄燃烧汽油机的瞬态空燃比进行精确控制，提出了一个稀燃汽油机空燃比神经网络一滑模控制方案，该方案采用神经网络实现对瞬态过程中实际进入气缸内进气量的精确预测和进气管内油膜动态特性的前馈补偿．在一台稀燃发动机上进行了瞬态空燃比实验，节气门急速变化时的空燃比超调最大为1个空燃比单位，最小为0．2个空燃比单位；空燃比调整时间一般在3s以内，最快可达到1s．控制结果达到了对稀燃发动机瞬态空燃比的精确控制．     

新型燃油添加剂对汽油机燃烧与排放的影响

为了探讨新型多效燃油添加剂(代号MAZ)对车用汽油机燃烧和排放特性的影响,文中介绍了燃油添加剂的功用和基本工作原理,并在汽油机试验台架上,进行了一系列燃油中添加剂在等同工况下的外特性试验和负荷特性试验．试验结果表明,燃油添加剂MAZ能有效改善汽油机的燃烧过程,排气中CO,HC的排放分别减少11．6％～19．6％和22．9％～25．2％．