基于电控调压器的稀燃增压CNG发动机开发

通过比较几种典型燃料的效率及当量燃烧发动机,进行了稀燃单一燃料CNG发动机的优势分析.针对国-Ⅳ及以上排放标准,开发了基于电控调压器的重型车用CNG发动机,阐述了其燃气供给系统、进气管理系统和点火系统的结构特点及运行原理.分析了电控系统及其复合闭环策略,实现了多区域稀燃目标控制.试验结果表明:研发的CNG发动机最大功率和最大扭矩均与原型柴油机相当,而排放性能得到了极大的改善.     

柴油机改装天然气发动机的意义及技术措施

从提高动力性角度出发,分析了将柴油机改装为天然气发动机面临的主要问题以及从燃烧方式、增压中冷、供气系统、点火技术四个方面开展的研究方向和加以运用的具体技术措施.     

柴油机改装天然气发动机的意义及技术措施

从提高动力性角度出发,分析了将柴油机改装为天然气发动机面临的主要问题以及从燃烧方式、增压中冷、供气系统、点火技术四个方面开展的研究方向和加以运用的具体技术措施。     

增压稀燃天然气发动机排放特性

为了研究增压稀燃天然气发动机的排放特性,对发动机进行了空燃比和点火提前角调整试验、十三工况排放等试验,并在增加氧化型催化转化器后进行了相关试验,对试验结果进行研究分析,获得了天然气发动机的排放规律.结果表明:NMHC排放随空燃比增大先减少后增加,NOx排放随空燃比增大先增加后减少,在空燃比19～21左右达到最大值.NMHC比排放随转速升高略有降低,NOx排放随转速升高先减小后增加,发动机最低NOx排放点所对应的发动机转速为1600～1800 r/min.定MAP下,NMHC排放随点火提前角增大先降低后增加,NOx排放随点火提前角增大而增大.加Ⅰ型氧化催化器后发动机NOx、CH4、CO、NMHC排放值分别减少了15%、97%、78%、60%.试验结果表明,增压稀燃和氧化型催化转化器相结合是天然气发动机一种有效方案.     

天然气发动机多点顺序喷射技术的开发研究

介绍天然气发动机多点顺序喷射系统的开发研究，试验在原F913C柴油机上进行，对原机的进气系统和燃烧系统进行了改进，采用高能点火。电控系统精确控制点火时刻、燃气喷射量，通过三元催化剂控制排放。发动机通过了动力性和排放的测试，达到了动力性要求并满足欧Ⅱ排放标准。     

电控喷射稀燃天然气发动机的开发

进行了发动机进气系统、燃烧系统、天然气供给系统、点火系统和电控系统等的设计。研究了天然气发动机稀薄燃烧规律,提出了空燃比分区控制的稀薄燃烧控制方案,实现了不采用EGR情况下NO,排放物的有效控制,仅通过匹配氧化催化转化器,使发动机排放达到了欧Ⅲ（ESC）法规要求。试验结果表明,CA6SE1—21N天然气发动机不仅达到了原柴油机的标定功率水平,而且具有良好的可靠性。     

点火位置对天然气直喷超稀燃烧影响的基础性研究

利用快速压缩装置进行了点火位置对天然气直喷超稀燃烧的基础性研究，研究结果表明：对于给定的当量比来说，存在一个最佳点火位置，在此位置点火时可以获得最短的燃烧持续期、最大的压力升高值、最高的燃烧效率，最快的燃烧放热率和最低的CO和未燃碳氢排放。最佳点火位置随当量比的减小而移向喷油嘴出口位置。当点火位置靠近喷油嘴出口位置时，稀燃极限可以延伸到更小的当量比，但可着火的当量比的范围变得狭窄。当量比大于0.1时，燃烧效率将维持在较高的数值；当量比小于0.1时，因未燃燃油所占的比例增加，燃烧效率明显降低。     

增压稀燃天然气掺氢发动机排放特性

为了研究20%掺氢比的增压稀燃天然气掺氢(HCNG)发动机的排放特性,通过对发动机进行了空燃比和点火提前角调整试验、ETC循环测试试验和加装氧化型催化器试验,获得了20%HCNG发动机的排放规律.CH4排放随着空燃比的增大先减少后增加;CO排放在高于理论空燃比后骤减;Nox排放随着空燃比的增大先增加后减少,在空燃比19～21 左右达到最大值,1600～1800r/min时最低.CO、Nox随着点火提前角的增大而增加;CH4随着点火提前角的增大略有增加,并且点火提前角越大,对CH4排放的影响越小.加装催化器后,CO、CH4的转化效率均＞90%.试验结果表明:增压稀燃和氧化型催化器相结合是天然气掺氢发动机节能减排的有效方案.     

多点顺序喷射天然气发动机的开发研究

将一台GY6105Q柴油机改造为点燃式单燃料天然气发动机。该发动机采用了电控多点燃气顺序喷射以及电控高能点火等新技术,同时对发动机的进气系统、燃烧系等进行了优化设计,试验结果表明,经改进设计的天然气发动机的动力性与原机相当,低速转矩特性明显改善,排放到了欧洲Ⅰ号标准,由于使用廉价的天然气,发动机使用燃料的成本相应降低。     

满足国-IV排放的电控稀燃天然气发动机燃烧系统开发

针对电控单点喷射稀燃天然气发动机燃烧系统进行了开发研究.在原柴油机上加装了电控系统、天然气供气系统和点火系统,并对燃烧室结构和凸轮轴参数进行了优化设计,以适应稀燃天然气发动机的要求.研究了燃烧室形状、压缩比和凸轮轴型线、配气相位对天然气发动机性能和排放的影响,确定了最终的匹配方案.结果表明:采用优化设计的无气门重叠角凸轮轴和压缩比为11的直口碗形燃烧室,所开发的天然气发动机具有良好的动力性、经济性,安装氧化型后处理器的排放结果达到国-IV排放法规要求.     

YC6112ZLQM型电控稀薄燃烧CNG单燃料发动机开发研究

以YC6112ZLQ增压中冷柴油机为基础,对有关零部件进行了结构改进设计,开发出YC6112电控稀薄燃烧CNG单燃料发动机。通过大量的匹配与优化试验,完成了发动机运行所需软硬件的开发和标定工作。验证试验证明:所开发的CNG单燃料发动机,动力性和经济性完全达到了设计指标的要求,排放达到了欧Ⅱ标准。填补了我国大型公交车用高档CNG单燃料发动机的空白。     

二次喷油过程对稀燃汽油机性能影响的试验研究

利用气道内燃油二次喷射技术可以在气缸内形成准均质稀混合气，改善汽油机稀薄燃烧过程。在一台4缸16气门发动机上，利用自主开发的电控系统，固定两次喷油总量，改变两次喷油比例和二次喷油时刻等参数，可以实现对二次喷油过程的优化，改善混合气形成，从而改善燃烧过程，扩大稀燃极限。采用不同喷油比例，在不同空燃比时实现的节油率为7．7％～19．2％。空燃比越大，二次喷油比例对燃油经济性的改善越明显。选择合适的二次喷油时刻，在气流运动的作用下，有助于对火花塞附近区域混合气进行有效加浓。     

喷油定时对ＣＡ１１０２Ｑ５气门汽油机稀薄燃烧性能影响的试验研究

对ＣＡ１１０２Ｑ５气门汽油机采用稀薄燃烧时喷油定时对燃烧稳定性以及油耗、经济性的影响进行了细致的试验研究。试验结果表明,对于２种不同的进气模式,在部分负荷下采用稀燃时,喷油定时对二进气模式燃烧稳定性的影响比三进气模式大;在发动机燃用稀薄混合气时,喷油定时对排放和经济性的影响较为明显。     

降低富氧条件下汽油机NOX排放技术方案分析

稀燃技术由于可以改善发动机的经济性和排放已越来越受到人们的重视。然而，由于稀燃的富氧燃烧，使得N0x降低较小。本文介绍并分析了国内外降低富氧下稀燃汽油机N0x排放的几种技术。     

可变涡流对稀燃二次喷油火花点燃式发动机性能影响的研究

主要研究了火花点燃式发动机采用二次喷油技术实现稀薄燃烧时，可变涡流对燃油经济性的影响情况。研究结果表明，在负荷和涡流比较大时，采用较小的二次喷油比例可获得较好的燃油经济性。而在缸内不存在涡流运动时，则须采用较大的二次喷油比例才能获得较好的燃油经济性。在缸内气体存在一定强度的涡流运动时，发动机的比油耗随二次喷油正时的变化呈波动状变化；当涡流比为0时，喷油正时对发动机油耗率的影响则与有涡流运动存在时的情况明显不同。这说明涡流运动对二次喷油在缸内的分布存在明显的影响。     

四气门发动机可变滚流结构稀薄燃烧特性的研究

研究了可变滚流结构的稀薄燃烧特性。主要讨论了可变滚流结构对发动机稀薄燃烧时燃油经济性和排放特性的影响。结果表明 :在稀薄燃烧情况下 ,发动机负荷大小对 CO排放的影响不大 ,CO排放始终保持在 0 .5 %以下 ;HC排放则具有相似的变化趋势 ,但排放量随负荷增加而略有增加 ;负荷对 NOx 排放的影响主要表现在空燃比为 13～ 18的范围内 ,负荷越大 ,NOx 排放越大 ;对空燃比小于 13或大于 18的 NOx 排放影响较小。阀片位置 (或滚流比 )对发动机稀燃状态 CO排放的影响很小 ,而对 HC和 NOx排放则存在一定影响。在稀薄燃烧条件下 ,滚流运动更有利于改善低速高负荷时的燃油经济性。     

稀燃天然气掺氢发动机的热效率与排放特性

为了分析在天然气中掺入不同体积比的氢气对发动机经济性和排放性的影响,在一台6缸火花点火天然气发动机上开展了体积掺氢比在不同工况下对热效率和排放特性影响的试验研究.结果显示掺氢可以拓宽发动机的稀燃极限,提高燃烧速度,使得最佳转矩点火提前角(MBT)相对推迟;在点火提前角不变的情况下掺氢对热效率没有明显优势,而且会使NOx排放升高.而在MBT时,掺氢可以一定程度上提高发动机的指示热效率,降低未燃CH4和CO的排放,改善NOx与未燃碳氢(主要为CH4)的trade-off关系.掺氢的优势还体现在可以让发动机高效的工作在更稀的情况下,从而有利于降低NOx的排放和传热损失.     

火花点火发动机实现稀薄燃烧的技术措施

本文介绍了火花点火发动机稀薄燃烧的特点及实现稀薄燃烧所采用的关键技术措施，文章指出：实现稀薄燃烧是提高车用火花点火发动机的经济性和改善排放性能的重要途径。