汽油机燃用甲醇汽油的芳香族碳氢排放试验研究

通过汽油机直接燃用甲醇汽油的发动机台架试验,并应用FTIR排放分析仪,对不同掺混比例甲醇汽油在不同工况下的芳香族碳氢排放进行了检测。试验结果表明:发动机使用甲醇汽油作为燃料,催化器前的排放中,芳香族碳氢的含量随着甲醇掺混比例的升高而减少;对于同一种甲醇汽油燃料,芳香族碳氢排放随发动机转速升高而下降;相同转速下,芳香族碳氢排放随负荷变化不超过20%;芳香族碳氢排放随发动机排气温度升高呈先减后增的趋势,拐点在630℃左右。催化器前后的芳香烃排放变化表明:三效催化器对芳香烃有较好的催化转化效果,大部分工况下芳香烃催化转化率在90%以上。

乙醇汽油发动机非常规排放特性的试验研究

通过掺醇汽油发动机台架试验,对不同工况下非常规排放的浓度及三元催化器对非常规排放物的转化率进行了研究。研究结果表明:发动机燃用乙醇汽油作为燃料,主要的非常规排放包括芳香族碳氢、戊烷、乙烯、乙醛、甲醛及未燃乙醇。随着燃料中乙醇比例的增加,芳香烃和戊烷排放量明显降低,未燃乙醇排放显著上升,醛类的排放升高,乙烯排放变化不大;常规三效催化器对芳香烃、甲醛、乙醛和未燃乙醇都有较好的转化效果,但是对戊烷和乙烯的转化率较低,仅为60%左右。

基于化学动力学模型的汽油机缸内过程数值仿真

通过Kong模型,在CFD软件中实现了湍流与反应混合效应的模拟,并对一台MR479q发动机的缸内燃烧过程进行了仿真研究.为耦合化学反应过程,提出了一种新的适用于汽油机缸内过程仿真的汽油替代燃料化学反应机理,并用试验数据对该机理的着火延迟特性及火焰传播特性进行了验证.随后,将该机理与汽油机缸内CFD模型进行耦合计算,实现了对MR479q发动机的缸内燃烧过程的仿真.缸内压力计算结果表明:在2,000,r/min时,仿真计算的缸内平均压力与台架测得的数据基本一致.从缸内温度和密度分布的变化可以推论出:在点火之后,火焰传播快速发生,且火焰向进气门方向的传播速度较大.结果表明:CO排放随发动机转速升高而升高,NOx排放随转速升高而减少,并且仿真计算结果与试验结果趋势一致.

汽油机进气动态特性建模与仿真研究

从汽油机实际工作过程出发,运用平均值建模方法构建了汽油机进气管内空气动态特性模型,并基于稳态试验数据对模型待定参数进行了辨识。通过引入转速修正项对模型结构进行了修正,特别是对节气门处空气质量流量的饱和非线性特性进行了补偿,解决了原节气门处空气质量流量子模型在较大节气门开度下误差较大的问题。台架试验和计算机仿真对比结果显示,在稳态工况下,进气压力模型仿真与实测值的最大相对误差不超过±2%,在节气门阶跃的瞬态工况下,最大误差不超过±3%。相关模型可直接用于基于模型的进气口空气流量预测、空燃比控制器设计,也可作为汽油机模型的一部分,为空燃比控制策略软硬件在环仿真提供条件。

点火正时对甲醇汽油发动机排放的影响

以吉利MR479Q汽油机为试验对象,采用AVL SESAM FTIR多组分气体分析仪和DEWETRON-CA燃烧分析仪,对典型稳态工况下汽油机燃用不同掺混比例甲醇汽油时的常规和非常规排放点火正时调整特性进行了试验和分析.汽油机燃用甲醇汽油后转矩有增大趋势,相同工况最大转矩对应最小点火提前角(MBT)随甲醇掺混比例增大而减小.甲醇汽油不改变汽油机常规排放变化规律,但因燃烧过程改善,绝对排放量显著降低.非常规排放随甲醇掺混比例升高显著增大,甲醇体积分数为80%,(M 80)时未燃CH_3OH排放达0.9×10-3以上,CH_2O排放达0.25×10-3以上.相同甲醇汽油下,未燃CH_3OH排放随点火提前角增大而升高,CH_2O随点火提前角增大有所降低.

汽油机掺醇燃烧甲醛排放及后处理适应性研究

进行了电喷汽油机燃用汽油和多种不同掺混比例甲醇汽油的试验研究,使用傅里叶红外光谱仪(FTIR)测量了普通三元催化器前后的甲醛排放。试验结果表明:甲醛排放量随掺醇比例、转速的增加而增大,随扭矩的增加先减少后增加;三元催化器对甲醛排放的催化转化效率随着掺醇比例的增加而减小;燃用M30以下低比例甲醇汽油时,催化器对甲醛排放的催化转化效率在多数工况都能达到85%以上,受工况影响并不明显;燃用M50以上中高比例甲醇汽油时催化器对甲醛排放的催化转化效率受工况影响较大,随着发动机转速、扭矩的增加而增加,在低转速低负荷下催化效率下降明显。

基于模拟计算的GDI发动机燃烧室优化设计

利用AVL Fire软件,对一款高压缩比直喷汽油机的缸内流动及喷雾过程进行了数值模拟,研究了不同燃烧室设计方案对缸内流动过程的影响。结合滚流、旋流、湍动能、缸内当量比分布等8项评价指标,分析了不同方案对混合气形成的改善效果。通过分析计算结果,并引入优化率对燃烧室设计进行评估,评估结果表明,最优方案在高转速工况和低转速工况的优化率分别达到了25.3%和23.4%,发动机缸内混合气的形成过程得到了明显的改善。