高压缩比直喷汽油机离子电流与燃烧特性的研究

本文中通过对奥迪EA888 2.0L TFSI直喷汽油机进行台架试验,对比研究了压缩比改变前后发动机的离子电流与燃烧特性。结果表明：提高压缩比可使燃烧相位和离子电流相位提前;离子电流起始相位Ion10和离子电流差分谷值相位dIonvalley在反映燃烧相位时具有一致性,始终滞后于燃烧始点CA10和燃烧中心CA50一定的曲轴转角,约10°CA;压缩比从9.6提高到11.5,IMEP可上升约0.02MPa,相应指示热效率提高2%-3%;离子电流积分值Ionint与IMEP有很强的相关性,能够准确反映IMEP的变动;高压缩比使发动机爆燃倾向加剧,而离子电流振荡幅值fIonm和差分峰值dIonpeak与爆燃强度有很强的正相关性。

可控自燃工况离子电流信号与NO_x排放相关性

基于改造的可控自燃(CAI)发动机试验台架,采用离子电流检测系统与瞬态NOx排放分析仪,结合Chemkin-Pro软件的化学反应燃烧数值模拟,研究了可控自燃工况下离子电流与对应循环NOx排放之间的相关性.结果表明:采用不同燃料的CAI燃烧过程中,离子电流信号强度与对应循环NOx排放呈现较为明显的正相关性,且缸内离子产物出现时刻相比NOx较早,使离子体积分数峰值时刻与NOx体积分数达到最大值的时刻之间出现了相位差.由此发现,在离子电流信号质量稳定时,综合离子电流信号强度与离子电流峰值相位的信息,能够实现循环内的NOx排放估测与反馈,为循环内的燃烧优化及后处理系统精确控制提供了参考依据.

进气增压对负阀重叠HCCI发动机燃烧特性的影响研究

基于一台缸内直喷汽油机进行了进气增压对负阀重叠HCCI发动机燃烧与排放特性的试验与仿真研究。试验结果表明:相同供油量下,随着进气压力从0.10MPa增大到0.15MPa,着火时刻提前了6°CA,缸内最高燃烧压力增大了0.9MPa,放热率峰值下降了18%,燃烧持续期变长,指示热效率先增大后减小,平均指示压力循环变动率仍保持在4%。由于进气增压使内部残余废气率提高了7%,造成比热容上升而降低了缸内温度。仿真计算揭示了随着进气压力增加,导致负阀重叠期燃油发生改质变化,OH基和O基反应速率减缓,以及C2H2等活性分子浓度上升了80%和CH4等稳定分子浓度下降了37%,使得HCCI热着火温度略微下降,提高了HCCI着火稳定性。