两模式进气门晚关系统对柴油机燃烧及排放特性的影响

设计了一种基于凸轮轴的柴油机两模式进气门晚关系统,利用两种典型的气门升程曲线来调整气门定时,经过精细调整后装配于一台直列6缸排量为12,L的柴油机上,在1.0,MPa的平均有效压力(BMEP)下研究了进气门晚关对于重型柴油机燃烧的影响.结果表明,该系统降低了压缩过程的压力和温度,使滞燃期延长,着火前油气混合更均匀,预混燃烧比例增加.试验证明,该系统可以使不同工况的碳烟和NOx折衷排放降低,有效热效率在1,600,r/min、50%负荷和1,900,r/min、50%负荷时分别有3.5%和7%的提高.     

进气门早关对柴油机燃烧循环变动特性的影响

在SD2100型柴油机上安装全可变液压气门机构,采用进气门早关(EIVC)的模式可实现进气门关闭时刻(IVC)和有效压缩比(ECR)的连续可变.结果表明:随着IVC提前,ECR降低,燃烧始点推迟,最高燃烧压力降低,最高燃烧压力对应的曲轴转角推后;当ECR为13时,出现最大燃烧压力低于上止点压缩压力的现象,甚至出现不正常燃烧循环,导致燃烧循环变动率显著增大;增压匹配EIVC降低爆发压力和燃烧温度时也会出现燃烧循环变动增大的趋势;在相同的IVC条件下,过量空气系数越大,混合气浓度越低,燃烧循环变动率也越大.进一步研究表明,EIVC导致的燃烧循环变动问题与燃烧发展期Δφ密切相关,Δφ越长,燃烧重心CA 50越偏离上止点,燃烧循环变动率越大;根据Δφ的增大量,适当增大供油提前角,可显著降低燃烧循环变动率,提高指示热效率.     

柴油机进气门偏心对进气流动的影响分析

结合气道稳流模拟试验,采用AVL Fire软件建立了螺旋进气道进气流动仿真模型。设计了6个不同进气门偏离气缸中心的偏心率方案,采用计算流体动力学(CFD)三维模拟的方法分析了柴油机进气门偏心对进气流动的影响关系。研究结果表明:进气门在气缸中的位置直接影响进入气缸的气流均匀性和气门盘区域的回流状态。进气门偏心对进气流动的影响呈现一定的规律,随着进气门偏心率的增加,平均流量系数和平均涡流比均先增大后减小,存在最佳位置区域。当偏心率在0.27～0.37时,进气平均流量系数较大;当偏心率在0.27～0.48时,进气平均涡流比较大。     

某涡轮增压柴油机米勒循环的性能研究

利用AVL Boost建立某涡轮增压柴油机仿真模型,基于可变正时和升程VVT技术,研究柴油机在2 450 r/min,50N·m时,通过提前关闭进气门实现米勒循环时柴油机的性能。结果表明,随着进气门关闭角的提前,进气量减小,滞燃期增长,预混燃烧放热比例增加,最高爆发压力降低。当进气门在上止点前60℃A关闭时,相比原机,柴油机的最高爆发压力降低了37.4%,有效燃油消耗率降低了1.2%,NOx降低了67%,而碳烟只升高了1.7%。     

进气门晚关机构和EGR模式对两级增压柴油机热效率和排放的影响

在低速中等负荷工况下对一台装有高压级带VGT的两级涡轮增压器(VGT+TC)的直列6缸重型柴油机进行了试验研究,对比分析进气门晚关机构(LIVC)开启与不开启、高压EGR系统(HP EGR)与低压EGR系统(LP EGR)以及不同VGT开度对柴油机热效率和排放的影响.研究表明,使用LIVC后,与EGR能产生协同作用,使缸内氧浓度和高温区域减少,有效降低NOx排放,同时延长滞燃期,当量比分布更加均匀,可有效降低碳烟排放,但碳烟排放对应EGR率变化存在一个临界EGR值,超过临界EGR率后,碳烟排放变差.使用LIVC对有效热效率的影响很小.在相同EGR率下,采用低压EGR系统时,具有更好的NOx和碳烟折中排放,同时有较高的有效热效率.     

中速大功率柴油机应用米勒循环的仿真与试验研究

对某型中速大功率柴油机应用米勒循环进行了仿真计算研究,并通过分析确定试验方案并进行试验验证。试验结果表明,应用米勒循环使该型中速大功率柴油机NOx排放降低10.5%;配合几何压缩比的增大和气门重叠角的缩小,能有效改善米勒循环下发动机的经济性。该研究为中速大功率柴油机应用米勒循环提供了参考。     

不同压缩比米勒循环和低压废气再循环对增压直喷汽油机性能影响

通过对一台增压汽油直喷(gasoline direct injection,GDI)发动机活塞和凸轮型线的重新设计实现了高压缩比米勒循环,并在此基础上引入了废气再循环(EGR),研究了不同压缩比米勒循环和EGR综合作用对发动机的性能影响。结果表明:增大压缩比和采用米勒循环技术对爆震影响存在取舍(trade-off)关系,低速全负荷下高压缩比米勒循环相比原机油耗略有上升;而低压冷EGR技术由于缸内稀释冷却作用可以优化燃烧相位,对外特性工况有效燃油消耗率有明显的改善作用;在部分负荷工况下,压缩比的增加和米勒燃烧循环可使油耗较原机下降6.3%,在整合低压冷EGR技术后,油耗进一步下降3.1%。可以得出结论,合理地增加压缩比,采用米勒循环技术并匹配低压冷EGR技术,可以大幅改善发动机的燃油经济性。     

燃烧室EGR策略下汽油CAI燃烧试验Ⅰ:气门定时影响及实现CAI燃烧定时区域

燃烧室EGR策略是实现可控自燃(CAI)的一种有效技术手段.在装备电控液压驱动可变气门机构的单缸机试验系统上,研究了使用燃烧室EGR策略实现CAI燃烧时,进、排气门定时对汽油CAI燃烧的影响.试验结果表明,在1000r/min采用对称负气门重叠角(NVO)定时变化时,在NVO为140～240°CA 内能够实现CAI燃烧...     

进气门晚关与两次喷射协同作用对柴油机中转速中等负荷的影响

通过对一台高密度-低温燃烧(HD-LTC)柴油机在1,600,r/min和1,900,r/min、中等负荷(50%负荷,平均有效压力为1.0,MPa)下进行研究,分析了进气门晚关(IVCA)机构在开启或关闭状态下及IVCA机构在开启条件下采用主喷加后喷策略对发动机的燃烧、排放和热效率的影响.结果表明:与未开启IVCA相比,HD-LTC柴油机在开启IVCA结构时,NOx与soot的折中排放大幅降低,同时有效热效率上升.采用主喷加后喷策略后,当后喷比例和定时适当时,soot排放大幅降低,NOx排放也略有下降.与1,600,r/min相比,1,900,r/min的最优后喷比例较低且定时较早,表明中等负荷下转速从中到高的变化过程中,同时降低后喷比例和提前后喷定时,有利于获得更优的排放效果.     

燃烧室EGR策略下气门升程对CAI燃烧的影响

在装备电控液压驱动可变气门机构的单缸试验发动机上,研究了燃烧室EGR策略下气门升程对汽油机可控自燃(CAI)燃烧的影响。研究结果表明:在1 000r/min、过量空气系数为1、气门定时一定的工况下,随着气门升程的增加,EGR率下降,负荷增加,燃烧始点滞后,燃烧持续期增长。在不同气门升程下,CAI燃烧定时区域范围有所差别,气门升程越小所能实现的负荷越小。通过燃烧室EGR策略结合气门升程可拓展CAI燃烧的负荷下限。     

某型柴油机进气门失效分析

针对某型柴油机气门早期断裂问题,分析了宏观和微观断裂形貌,对材料化学成分,硬度和断裂过程进行了全面分析.结果表明,气门断裂与异常受力和自身尺寸有关.     

进气门关闭时刻对高增压柴油机性能影响的研究

运用模拟计算和试验开发相结合的手段,针对某款高增压柴油机开发过程中出现的难题,提出了通过采用改变进气门关闭时刻来解决该问题的技术方案,将该方案运用于此柴油机,试验结果表明,在排放达到国五标准,爆压满足限制要求的同时,加权油耗降低6 g/k W·h左右,发动机性能得到了明显改善。     

S195柴油机进气门座早期磨损原因

S195柴油机的进气门座有时会出现早期磨损，其严重程度达到工作一个班次后气门间隙就消失，连续重新调整间隙3个班次后则因气门座下陷严重而无法使用。本文介绍为此进行的攻关试验．     

某柴油机进气门和座圈异常磨损的分析

针对某型号发动机出现的进气门和座圈异常磨损的情况,从各个方面进行分析,重点对材质的匹配以及配气机构的动力学分析2个方面做了分析、探讨,最后给出了改进的思路和方案。经过试验验证,措施有效。     

高比率冷EGR与进气富氧对柴油机燃烧及排放特性的影响

对普通增压中冷柴油机,采用富氧进气与高比率冷EGR相结合的技术,实现缸内富氧燃烧。未经优化的情况下使用富氧燃烧,NO排放随氧浓度的上升而大幅增加。富氧进气与高比率冷EGR相结合,可以显著降低碳烟的排放并抑制NO的过度增长,同时保证发动机的燃烧热效率和输出功率不降低。将不同浓度的氧气、EGR废气及空气三者充分混合,冷却后引入气缸参与燃烧;调整掺氧浓度和EGR率,考察发动机在各种掺比下的燃烧及排放特性。试验结果表明:在1 600 r/min全负荷工况,进气内通入20%~30%的EGR废气及23%的氧气,可有效抑制NO及碳烟排放,并能保证发动机具有良好的动力性。     

F-T柴油对增压柴油机燃烧过程及振动特性的影响

在4100QBZL直列增压中冷型柴油机上燃用F-T柴油,对比分析了F-T柴油与0#柴油的燃烧与振动特性。结果表明:燃用F-T柴油后,缸内压力略低于0#柴油,压力升高率有较大程度的降低。低负荷下燃烧始点有较大提前,高负荷下稍有推后。F-T柴油放热平缓,预混燃烧放热峰值降低,扩散燃烧放热峰值有所升高。在不同工况下F-T柴油缸盖振动加速度信号的幅值均低于0#柴油。振动加速度在200~8000 Hz范围内都有较大的幅值,高频成分的能量较0#柴油少。     

基于多脉冲喷射、可变增压以及推迟进气门关闭定时技术的混合燃烧控制策略

针对重载柴油机实现高效清洁燃烧进行了燃烧控制策略的研究.实验在一台拥有高压共轨系统、废气再循环系统、可变增压系统以及推迟进气门关闭定时系统的单缸实验发动机上进行.实验结果表明,当平均指示压力低于1.1 MPa时可以采用高EGR率的低温燃烧策略.其中,基于不同负荷工况高效清洁燃烧,需要配合进气增压、推迟进气门关闭定时技术以及不同的喷油模式.在低负荷工况下,单次早喷模式及高EGR率可以实现高的热效率以及低的NOx与碳烟排放.在中负荷工况下,采用多脉冲喷射模式及高EGR率协同作用,在降低化学反应速率的同时增强了混合,避免了因为局部不均匀而导致的碳烟排放过高.高的增压度提高了缸内充量密度,有效降低了NOx、碳烟、CO及HC排放,提高了热效率.研究结果还显示,在推迟进气门关闭定时系统的帮助下,采用多脉冲喷射以及高的增压压力,可以在保持高的热效率的同时进一步降低NOx以及碳烟排放.     

柴油机进气门过早开裂失效的分析

某柴油机装配测试过程中进气门出现开裂,通过对故障样件的材料及断口进行分析得出了进气门开裂的原因,并提出改进意见。