进气氧浓度和喷油正时对柴油机低温燃烧特性影响的试验研究

在一台四缸增压直喷式柴油机上进行不同进气氧浓度和喷油正时对柴油燃料低温燃烧特性影响的试验研究。研究结果表明:降低进气氧浓度,缸内压力和放热率峰值迅速下降,放热率始点推迟,滞燃期延长,有效燃油消耗率增加,氮氧化物(NO_x)排放大幅降低,CO排放增加。当进气氧浓度较高时,碳烟排放变化较小,而随着进气氧浓度的进一步下降,碳烟排放急速增加。在相同的进气氧浓度下,随着喷油正时的提前,滞燃期先减小后增大,CA50逐渐向上止点靠近,最大压力升高率增大,燃油消耗率下降,NO_x和碳烟排放增大,CO排放减小。

基于文丘里管测量的EGR闭环控制试验研究

EGR技术是满足国六排放的关键技术之一,通过控制EGR率实现控制NOx排放,新鲜进气量和废气量精确测量是柴油机EGR闭环控制的前提。采用文丘里管测量EGR质量流量进行闭环控制研究,分别在发动机台架和整车PEMS进行稳态和瞬态工况验证。结果表明:文丘里管布置在EGR阀下游(EGR阀前置),在稳态工况下,测量偏差在1%以内;在瞬态工况下,大部分工况的偏差都在3%以内,能够满足国六整车匹配适应性和排放一致性控制要求。

发动机预油气分离结构的性能研究

对国六柴油发动机的预油气分离结构,即缸盖罩内置迷宫式结构进行模拟分析,对进出口压差和气流速度,以及分离效率等油气分离性能指标进行了研究。

基于双目立体视觉原理的柴油机气缸盖尺寸测量

为了检测柴油机气缸盖毛坯气道是否合格,采用1种基于机器视觉及人工神经网络技术的识别系统,在气缸盖毛坯进行机加工前就可测取其气道位置和几何尺寸。通过重建三维坐标和拟合圆孔,计算气道圆孔的半径及圆心的相对位置。试验结果表明圆孔半径精度在0.25mm,圆心三维坐标精度为0.4mm时,能够满足气缸盖检测的精度要求。

不同颗粒物分布对柴油机颗粒过滤器再生性能的影响

在柴油机颗粒过滤器(DPF)再生过程中,温度升高会使气体进一步膨胀,气体黏度增加,气体流动阻力增大,导致DPF再生过程中的压降大于初始压降。使用AVL-FIRE软件建立了DPF的三维再生计算模型,分别模拟了DPF再生过程中不同炭烟颗粒分布对DPF的压降、温度和炭烟密度等因素随再生时间变化的过程。研究结果显示,采用不同的颗粒物分布方式能够降低DPF再生过程中的压降,其中均匀分布的颗粒物所产生的压降最高。DPF内部积累的炭烟颗粒越靠近入口处,DPF内部的平均温度越高,达到峰值温度的时间也越短。相同的颗粒物分布类型仅导致峰值温度出现的时间有差异,不会对峰值温度产生影响。由于热量在过滤器末端聚集,因此无论采用何种颗粒物分布类型,都会导致过滤器末端处的炭烟颗粒燃烧速度快于前端。

柴油机缸盖罩孔板油气分离计算流体力学研究

对柴油发动机的缸盖罩内置孔板油气分离结构进行计算流体力学模拟分析,对进出口压差、流速、油滴分布及分离效率等油气分离性能指标进行了研究。

天然气发动机缸压不均匀问题的计算分析

针对某款正在开发的天然气发动机第6缸爆压低的问题,进行了进气均匀性和进水均匀性的仿真计算。计算结果表明,原模型方案的各缸进气均匀性较好,但第6缸的进水量较大,进水均匀性是造成缸压不均匀的主要原因。优化后的新模型方案能显著减小第6缸的进水量,且仍然具有较好的进水均匀性。经过试验验证,新方案能提升第6缸的最大爆压,改善各缸的缸压均匀性。

六缸车用柴油发动机停缸方案的试验研究

在一台车用六缸柴油发动机上分别进行了基于闭缸模式的多种停缸方案的研究,验证了各种停缸方案对发动机性能的影响。结果表明:停缸技术在柴油发动机部分负荷区域能够带来明显的燃油经济性的提升,这些区域使用停缸技术后排气温度显著升高,排气流量下降明显,对提高SCR系统的效率有非常积极的作用。

天然气发动机水套结构的优化分析

为降低某款天然气发动机的缸盖底板开裂风险,采用计算流体动力学(CFD)⁃有限元分析(FEA)流固耦合方法,通过CFD计算提供的水套侧和气体侧的热边界构建FEA模型,并由FEA模型计算分析缸盖温度场、热应力和低周疲劳寿命。计算结果表明,与原模型方案相比,通过缸盖水套结构的优化,优化后的新模型方案能显著提高缸盖鼻梁区水套底部的流速和对流换热系数,降低缸盖温度和热应力,增加缸盖低周疲劳寿命,提升缸盖的可靠性。试验验证表明,新模型方案能显著降低缸盖底板的最高温度。

机油品质对柴油机颗粒过滤器性能影响的试验研究

针对不同油品的机油掺混率,以及不同油品的机油对柴油机颗粒过滤器(DPF)的积灰特性进行研究。试验结果表明,油品的掺混率对DPF的积灰特性有一定的影响,2%的掺混率能缩短试验的验证周期,且两者的差异在工程试验的合理偏差范围内,因此该方案更适用于工程验证。机油的油品对DPF的积灰特性影响较大,选择性能好的机油可以降低催化器的阻力增加速率,延长DPF的清灰里程,降低用户的使用成本,提高柴油机运行效率。