喷油提前角及孔径对二甲醚/柴油发动机性能的影响

为了研究二甲醚/柴油双燃料发动机在不同喷油提前角及喷孔直径下的缸内燃烧特性和排放性能影响,以电控改造后4190Z_(L)C-2型中速柴油机为试验平台,建立仿真模型,并验证其准确性。结果表明:喷油提前角从16.6°CA BTDC增加到22.6°CA BTDC,缸内压力和温度曲线增大,放热率前移,但其峰值有所下降。通过缸内速度场和温度场云图可知,速度场分布规律与缸内压力和温度曲线相同,温度场升高速率提升,油气混合更为充分,提高了发动机动力性,同时NO排放显著增加,CO排放无明显变化,CH_(2)O排放略有降低。随着喷油孔直径减小,油束形成更为细小液滴,蒸发雾化过程速率加快,喷入缸内气体混合更加充分,燃烧更旺盛,缸内爆发压力和最高温度都呈上升趋势。缸内湍流动能增大,提升混合气体的质量。缸内温度小幅上升,soot排放得到抑制,NO排放略有增加,指示油耗率出现先减少后增加趋势,指示功率则是先增加后减少。该研究对DME/柴油发动机性能研究提供理论基础。

喷油提前角对柴油机排放影响的研究

在调整柴油机喷油提前角的情况下,实测了柴油机气体和颗粒排放浓度,并对试验结果进行了分析。当喷油提前角由5°CA调整为7.5°CA时,PM、CO和HC排放值显著降低,NOX排放值显著升高;当喷油提前角由7.5°CA调整为10°CA时,PM继续降低,NOX、CO和HC都有所增加,但幅度都不大。表明增大喷油提前角可有效地降低颗粒排放,但同时要考虑到NOX、CO和HC浓度的增加。该研究对电控柴油机喷油参数的优化具有一定的参考价值。

柴油-丙烷发动机不同喷油提前角时的燃烧和排放特性

在一台单缸直喷式柴油机上开展了不同喷油提前角下燃用柴油和柴油-丙烷混合燃料时的燃烧和排放特性研究.研究结果表明:柴油-丙烷混合燃料的燃烧与排放参数随喷油提前角的变化趋势与燃用纯柴油时基本相同;对于给定的平均有效压力,柴油-丙烷混合燃料的放热率峰值和NOx排放随喷油提前角的推迟而减小,而总燃烧持续期、CO、HC和碳烟排放随喷油提前角的推迟而增加;对于给定的平均有效压力和喷油提前角,放热率峰值和NOx排放随混合燃料中丙烷含量的增加而增大,而总燃烧持续期、CO、HC和碳烟排放随丙烷含量的增加而减小.

某高原增压柴油机喷油提前角优化及性能研究

基于ECF-3Z燃烧模型建立适应高原环境的某增压柴油机工作工程模型,在平原台架试验验证的基础上,分析了喷油提前角对海拔4550m下缸内燃烧过程的影响。模拟结果表明:喷油提前角增大,缸内燃烧压力、温度曲线峰值上升且出现时间前移,燃烧重心提前,NOx排放上升,功率得到恢复;同时,缸内预混合燃烧得到强化,后燃期变短,燃烧室中心区域空气利用率得到提高。根据模拟结果选择提前6°CA喷油并在海拔4550m下对原机进行试验。试验结果表明:在调整喷油提前角后,功率提升了3.6%,涡前排气温度上升了46.6℃,燃油消耗率下降了1.4%。

基于OPTIMUS的柴油机配气正时及喷油提前角的优化

柴油机的配气正时与喷油提前角对其性能影响很大,最佳的匹配参数能够形成缸内良好的空燃比及较佳的燃烧效率,从而获得较高的动力性及较低的燃油消耗率。为得到不同工况下配气正时与喷油提前角的最佳组合,该文将增压直喷柴油机工作过程的SIMULINK仿真模型导入OPTIMUS多学科优化平台;以进气迟后角和排气提前角以及喷油提前角为优化设计变量,以柴油机的经济性和动力性为设计目标进行优化计算。额定工况下该发动机的优化结果是:进气迟后角为42°CA,排气提前角为60°CA,喷油提前角为16°CA。仿真和试验结果表明:模型设计合理准确,优化后柴油机动力性和经济性均有所改善,该研究可为柴油机的改进和优化提供参考。

喷油速率匹配喷油提前角对超高压共轨柴油机性能影响的仿真研究

在介绍可变喷油速率实现方法的基础上,建立了单缸超高压共轨柴油机的计算模型,并利用试验验证了模型的准确性,而后通过模型分析了不同喷油速率和喷油提前角对超高压共轨柴油机性能的影响。结果表明:通过调整超高压共轨系统中电控增压器和喷油器电磁阀的开启时间,可以实现喷油速率的柔性可调;随着增压时间的滞后,柴油机缸压、缸温、放热率以及NO_x排放均下降,而soot排放上升。超高压矩形喷油速率可使柴油机获得最好的动力性和经济性。随着喷油提前角的增加,柴油机缸压、缸温、放热率以及NO_x排放均上升,而soot排放先下降后上升,太小或太大的喷油提前角都会降低柴油机的动力性和经济性。高喷油速率方案匹配较小的喷油提前角能提升柴油机的动力输出并降低燃油消耗,且每种喷油速率都存在一个最优的喷油提前角,使柴油机性能达到最佳。

基于CFD的增压柴油机不同喷油提前角的排放影响分析

在考虑进气涡流比的情况下,对某490增压直喷柴油机不同喷油提前角下的缸内喷雾及燃烧过程进行了三维CFD模拟,给出了4种不同喷油提前角时的缸内火焰、NOx和Soot的时空分布。计算和分析了不同的喷油提前角下,上止点前后喷入缸内的油量比例、着火时刻、上止点温度、最高燃烧温度等对燃烧与排放物的影响。结果表明上止点前后的油量比例对排放有较大影响,对于该机型在喷油提前角较小的情况下,应考虑适当减小喷油锥角以充分利用燃烧室底部的空气。仅靠喷油提前角的变化并不能同时降低NOx和Soot的排量,并通过性能与排放试验进行了验证。

生物柴油/柴油混合燃料喷油提前角优化

为了得到使用生物柴油/柴油混合燃料的最佳喷油提前角,对不同角度混合燃料的燃烧和排放特性进行了研究。结果表明:喷油滞后(提前),燃烧压力、压力升高率与瞬时燃烧放热率降低(增加),曲线后移(前移)。NOx排放降低(增加),且随着负荷的增加,降低(增加)的幅度增大。原机条件下混合燃料烟度最低,喷油提前和滞后都会引起烟度的增加。喷油适当滞后(降低3°)可以在烟度增加不多的情况下有效控制生物柴油/柴油混合燃料的NOx排放,同时压力升高率的降低会使发动机工作更加柔和。

喷油提前角对高压共轨生物柴油发动机性能的影响

在燃用生物柴油混合燃料的高压共轨柴油机上进行了改变喷油提前角对其经济性、动力性、排气温度、烟度的影响及变化规律的研究．试验结果表明：当喷油提前角推迟2°CA和提前2°CA后，对比最佳喷油提前角时刻，不同燃料的发动机的燃油消耗率增加，增幅为0.04％～2.79％；扭矩出现了下降，降幅在0.88％～6.92％之间．而当提前角推迟2°CA后，混合燃料的排温和烟度在各个转速下都有不同幅度的升高；提前角提前2°CA后，排温和烟度在各个转速下均出现不同幅度的下降．

喷油提前角对JX493柴油发动机烟度及NOx的影响分析

以JX493柴油发动机为试验样机,在额定功率转速下分别取50%、75%、100%3个负荷点为研究对象,考察柴油机的喷油提前角为0°~10°时,发动机排放性能的变化情况。试验结果表明:NOx的排放量随着喷油提前角的增大而增大,而烟度的排放随着喷油提前角的增大而有所减少,因此在选择柴油发动机的最佳喷油提前角时,必须综合考虑发动机排气的烟度与排出的NOx。

可调喷油规律下喷油提前角对柴油机性能的影响

为获取可调喷油规律条件下喷油提前角对柴油机性能的影响规律及成因机理,在实现可调喷油规律喷射的基础上,基于Fire软件建立了柴油机工作过程计算模型,并通过试验对模型中的主要参数进行标定,进而利用模型分析靴形喷油规律下柴油机性能随喷油提前角的变化。结果表明:随着增压时刻的滞后,喷油规律由矩形过渡到斜坡形再到靴形,实现了灵活可调的喷油规律。在靴形喷油规律条件下,存在一个最佳的喷油提前角,使柴油机的动力性和经济性均达到最优。同时,随着喷油提前角的增大,柴油机缸内压力、缸内温度以及放热率均逐渐升高,且到达各自最大值的时刻前移,而NO_(x)排放量和碳烟排放量则分别呈现增加和减小的趋势。

喷油提前角对生物柴油燃烧和排放的影响

在一台单缸柴油机上研究了喷油提前角调整对燃用生物柴油和柴油混合燃料燃烧和排放的影响.试验结果表明:喷油提前角增大3°CA,燃烧压力、放热率和燃烧温度优于原机和喷油提前角减少3°CA;在任何工况下,喷油提前角增大会引起NO排放增加,反之减少;烟度随着喷油提前角的改变增大;在±3°CA内调整喷油提前角对HC和CO的排放影响不大,±6°CA内调整喷油提前角HC和CO的排放变差;原机喷油提前角减小3°CA是柴油机燃用B30最合适的喷油提前角,在此喷油提前角HC和CO排放变化不多,NO排放降低.

摩托车电控汽油机喷油提前角测试

针对目前摩托车等汽油机的喷油提前角测量中存在的精度不高、费时费力等原因,介绍了基于MP424数据采集卡的摩托车电控喷油系统中关于喷油提前角的数据采集和处理系统。该系统使用MP424数据采集卡采集数据,使用Lab VIEW编写喷油提前角测量软件,取得了良好的效果。研究结果表明:本方法具有测试精度高、测试时间短和可以在线测量等优点。

喷油提前角、进气动压、冷却水温对柴油机排放的影响

通过ECER49十三工况试验研究了喷油提前角、进气动压和冷却水温对柴油机有害排放物的影响 ,发现在定转速下适当增大喷油提前角可以降低CO ,HC排放 .同一提前角 ,标定转速下的气态排放物要多于最大转矩转速情况 ;相同转速 ,适当增加进气动压可降低CO ,HC排放 ,可以加装进气动压传感器实现闭环控制 ,可降低气态排放 .同一进气动压 ,标定转速下所生成的CO ,HC要多于最大转矩转速情况 ;冷却水温对于排放的影响不能孤立考虑 ,要结合缸内温度同时进行 .上述变化经过定量分析 。

喷油提前角对柴油—天然气双燃料发动机活塞热机耦合影响的仿真分析

建立柴油—天然气双燃料发动机活塞、活塞销、连杆的有限元模型。利用高级有限元软件分析活塞在最大扭矩工况下不同喷油提前角时的温度分布情况;并将活塞上某些点处的仿真值与实测值进行对比,误差满足工程要求。将温度场分布作为热机耦合的初始条件加载到活塞上,计算活塞在热机耦合作用下的应力场和变形场。结果表明:活塞最高温度值出现在活塞顶部偏离燃烧室一侧,热机耦合的最大应力出现在销座内侧上部,最大变形值出现在活塞顶部偏离燃烧室的外侧,并随着喷油提前角的增加而升高,为双燃料发动机喷油提前角的优化提供理论依据。

基于AVL BOOST的某单缸机喷油提前角的优化设计

利用现代设计方法对内燃机研究方案的效果进行先期预算,缩短内燃机开发的周期。具体途径是借助计算机软件对内燃机进行优化试验。为使研究的问题简化,单缸试验机一直是开发新机型和对现有产品的性能和结构参数进行优化的主要工具之一。文中应用AVL BOOST软件,建立某单缸柴油机工作过程计算模型,并在建立模型的基础上,分析喷油提前角对总体性能的影响,并最终确定此柴油机的最佳喷油提前角。

喷油提前角对非道路移动机械用柴油机性能的影响

以一台四缸非道路移动机械用柴油机为试验发动机,在喷油提前角为3℃A、1℃A和-1℃A条件下,对发动机的外特性、经济特性以及排放特性进行了研究。研究表明:喷油提前角的推迟,对发动机动力性影响不大;但对柴油机的经济性影响比较大,尤其是发动机运行在中高转速时;喷油提前角对排放也有较大影响,随着喷油提前角的推迟,CO和HC排放增加,NOx排放得到一定程度的改善;喷油提前角3℃A下的八工况点比排放得到大幅改善。因此,通过调整喷油提前角可使该非道路用柴油机达到拟国3排放法规的要求。

喷油提前角对CA6DF2D-21柴油机性能影响的模拟仿真

应用三维CFD软件AVL FIRE2010,对CA6DF2D-21柴油机在同一工况、不同喷油提前角(10、12、14、16、18、20°CA)下燃烧过程进行了模拟仿真,分析了发动机在不同喷油提前角下的动力性、经济性和排放性,结果表明:当喷油角从10°CA增加到20°CA过程中,缸内压力和温度增加,发动机的功率和扭矩增加,燃油消耗率减少,NO X排放量增加,Soot排放量减少,综合考虑确定最佳喷油提前角为16°CA。

不同喷油提前角对缸内碳烟生成影响的计算与分析

应用计算流体动力学对某小型高速增压直喷式柴油机缸内燃烧过程进行了数值计算,得出了不同喷油提前角下增压直喷式柴油机缸内混合气、温度和碳烟的分布情况,分析了不同喷油提前角下,上止点前后的喷油量的比例对碳烟排放的影响,并通过实际工况下的碳烟排放试验进行了验证。为增压柴油机性能与排放优化提供了参考。

某柴油机喷油提前角的优化匹配研究

针对配用电控单体泵的某增压柴油机,为合理匹配喷油提前角及柴油机性能,采用八工况法研究喷油提前角对柴油机排放与油耗的影响,确定了各工况最佳喷油提前角。结果表明:随喷油提前角的推迟,NOX排放降低,排气温度、排气背压与油耗率升高,烟度、HC与CO排放的变化比较复杂,功率变化较小;八工况最佳喷油提前角分别为-4°CA、-1°CA、-6°CA、0°CA、-10°CA、-9°CA、-8°CA与0°CA,NOX+HC排放降低了32%,CO与PM排放变化较小,但油耗率增加了4.56%。