浙江省地方标准《在用压燃式发动机汽车加载减速法排气烟度排放限值》实施效果评估

浙江省2011年发布实施了地方标准《在用压燃式发动机汽车加载减速法排气烟度排放限值》(DB 33/843-2011(2013)),此研究通过标准实施情况、标准实施效果、标准实施环境效益等方面对该标准实施五年来的状况进行评估。评估结果表明:该标准总体科学合理,符合浙江省在用压燃式发动机汽车环保定期检验的实际工作需求,通过本标准的实施,能有效地筛选出高排放柴油车,具有较强的可操作性,在发布实施后,为我省城市空气质量的逐步改善发挥了作用。但同时,本标准还存在着实施率不高、车辆首检合格率不高等问题,应大力推进本标准在全省的全面实施。

基于连续小波变换和模型无关元学习的压燃式活塞发动机气门故障诊断研究

针对压燃式活塞发动机缸盖表面振动信号样本少及传统故障诊断方法特征提取和选择困难的问题,提出了一种基于连续小波变换(continuous wavelet transform,CWT)和模型无关元学习(model agnostic meta learning,MAML)的压燃式活塞发动机气门间隙异常故障诊断方法。通过将CWT的特征提取能力和MAML的快速学习能力相结合搭建故障诊断模型。试验结果表明该方法能有效识别气门间隙故障,并且其准确率高于传统基于CWT和卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的故障诊断方法。通过跨域故障对比试验,研究了不同气门故障类型对模型诊断能力的影响,验证了该方法在解决小样本和跨域故障问题时具有更高的准确率和泛化能力。

基于元迁移学习的压燃式活塞发动机气门故障诊断研究

针对压燃式活塞发动机气门间隙故障振动信号样本少以及跨工况故障诊断困难的问题,提出一种基于元学习和迁移学习的压燃式活塞发动机气门间隙异常故障诊断方法。元学习采用MAML作为学习器,对目标域的支撑集进行数据扩展,提升其泛化能力;迁移学习采用ResNet34作为特征提取网络,并通过SSL替代SL损失函数,压缩源域特征向量之间的距离,为目标域任务提供更多的特征嵌入空间,提升其跨域诊断能力。将预训练和微调后的元学习和迁移学习模型进行决策融合后作为诊断结果输出,并使用发动机台架进行实验数据验证。结果表明,所提方法能在小样本情况下有效识别跨工况气门间隙故障,且效果明显优于单独使用元学习或迁移学习的诊断方法。

基于可变高增压方式的航空活塞发动机变海拔工作特性仿真研究

以一台直列四冲程压燃式航空活塞发动机为研究机型,通过GT-Power构建一维热力学模型,首先对比研究了不同海拔下固定截面增压(fixed geometry turbocharger,FGT)、可变几何截面增压(variable geometry turbocharger,VGT)和两级可变几何截面增压(twinvariable geometry turbocharger,TVGT)对发动机性能的影响;然后基于搭建的TVGT增压系统,探究了高、低压级VGT叶片开度对发动机变海拔条件下工作特性的影响。结果表明:在不同海拔和转速工况下,发动机匹配TVGT增压系统后,其海拔适应性更佳。针对TVGT系统,在不同海拔下,当高压级VGT叶片开度位于0.2~0.4范围内,低压级VGT叶片开度位于0.6~0.8范围内时可以获得较高的动力性及经济性。通过对高、低压级VGT叶片开度的优化,在巡航工况转速3397 r/min时可在6000 m海拔下实现106.8%的功率恢复目标,可满足发动机对高海拔工作运行的功率恢复要求。

压燃式发动机喷雾燃烧光学诊断技术及应用

相对于传统的探针式测量方法,光学技术对压燃式发动机喷雾燃烧过程没有直接接触,对燃烧过程不产生影响。光学诊断具有比较好的时间分辨率、空间分辨率,对光谱范围具有一定的敏感性。应用先进光学诊断技术测量压燃式发动机在喷雾燃烧过程中的特征参数,加深对发动机燃烧排放过程的理解,解决燃烧过程的基础问题,能够为提高发动机的燃烧效率、降低排放、实现低碳/零碳可再生燃料和新型燃烧模式的应用等提供理论指导和解决策略。

不同增压模式对压燃式航空活塞发动机性能的影响研究

压燃式航空活塞发动机在高空环境下易出现动力衰减、推力不足等关键问题,因此,增压系统的匹配研究和优化至关重要。基于GT-Power软件构建一维整机热力学模型,探究了不同海拔下增压模式以及高压级压气机叶片开度对压燃式航空活塞发动机性能的影响。研究表明:海拔4000m下,在3400r/min工况点,相较于固定截面增压(FGT),采用可变涡轮截面增压(VGT)技术后,燃烧始点提前了31.7%,转矩和功率分别提高36%,43.5%,泵气损失增加10.5%;而采用可调两级增压(RTST)后性能提升效果更显著,使发动机工作升限从5480m提升到了6000m,但在高转速下,RTST增压效率以及对发动机动力性能的增幅会出现下降趋势;低海拔下,随RTST高压级VGT叶片开度的减小,燃烧始点推迟,功率降低,油耗增加;高海拔下,燃烧始点、功率和油耗随叶片开度的减小而呈现与低海拔时相反的趋势。

可控温电热塞辅助压燃甲醇发动机燃烧和排放研究

为探明电热塞温度对甲醇发动机性能的影响,在一台压燃式甲醇发动机上,保持发动机转速不变,研究了不同负荷工况下电热塞温度对M100甲醇发动机燃烧及排放性能的影响规律。结果表明:随着电热塞温度升高,缸压及放热率峰值逐渐增大、燃烧始点前移、压力升高率上升、油耗降低、有效热效率升高。但在不同负荷工况下电热塞温度变化对燃烧及油耗的改善效果不同,20%负荷下效果最佳,随负荷增加,改善效果逐渐减弱。排放特性方面,随电热塞温度升高,NMHC排放减少,NO_(x)排放逐渐增多;在20%和50%负荷时CO和Soot排放呈下降趋势,最大降幅分别为22.92%和70%,80%负荷时略有增多;未燃甲醇及甲醛等非常规排放物均呈下降趋势,最大降幅分别可达47.64%和32.87%。

《汽车零部件再制造产品碳足迹评估技术规范第1部分:再制造点燃式、压燃式发动机》团体标准审查会顺利召开

2023年5月9日上午,中国物资再生协会绿色供应链分会、再制造分会联合召开《汽车零部件再制造产品碳足迹评估技术规范第1部分:再制造点燃式、压燃式发动机》团体标准(以下简称“标准”)审查会。会议由中国物资再生协会副会长、再制造分会会长罗健夫主持。罗健夫会长对标准的立项背景作了介绍,并强调了该标准对规范汽车零部件再制造行业的碳核算及节能减碳、贯彻落实国家双碳战略的重要意义。

压燃式发动机在用汽车排气烟度加载减速法探析

依据GB3847-2005的规定，压燃式发动机在用汽车排气烟度可采用加载减速法进行检测。从加载减速法的检测设备、检测参数、检测流程入手，分析了该方法的局限性，并提出了相应对策。

点燃式发动机在用汽车排放测试之稳态工况法

众所周知,怠速法适合用于检测机械控制的传统化油器发动机汽车的排放,但不适合用于采用电子控制汽油喷射、燃油定量闭环控制技术的发动机和三效催化转化器的现代汽车。所以,GB18285-2005规定,在机动车保有量大、污染严重的地区也可采用简易工况法。

点燃式发动机 在用汽车排放测试之双怠速法

国家标准GB 18285—2005《点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）》规定了点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法，是我国目前在这个领域里的权威性文件。该标准规定的测量方法包含了双怠速法和三种简易工况法。本文只讨论双怠速法。

点燃式发动机在用汽车排放测试之简易瞬态工况法

简易瞬态工况法起源于美国。该法所用之VMAS传感器就是美国SENSORS公司的专利产品。

点燃式发动机在用汽车排放测试之瞬态工况法

国家标准GB 18285-2005《点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）》既适用于新生产汽车,也适用于在用汽车。但是,气体燃料点燃式发动机汽车须满足下列三个条件方才适用本标准：（1）厂定最大总质量≤3500kg,即为轻型汽车;（2）为载客车辆;（3）包括驾驶员座位在内,座位数≤9。

在用点燃式发动机轻型汽车稳态工况法排气污染物排放限值修订方法研究

针对机动车尾气污染物检测现状,提出了对在用点燃式发动机轻型汽车稳态工况法排气污染物排放限值的修订方法,即首先收集在用汽车尾气排放检测数据,依次按照汽车类型、注册登记日期及基准质量进行划分;通过数据整体性分析,确定调整基础、调整档次;再通过各因子不合格贡献率分析,确定检测因子优先调整级别;最后,以江苏省国Ⅰ、国Ⅱ阶段轻型汽车的尾气排放检测数据为例,对提出的修订方法进行了实证研究。结果表明,该方法可很好解决修订排放限值的问题。

直喷压燃式发动机用双喷射系统燃用柴油—甲醇的研究

在具有双喷射系统的压燃式发动机中,用一个喷射系统喷射甲醇(CH3OH)作为主要燃料,另一个喷射柴油作为引燃燃料,进行了不同负荷下的性能和排放试验。试验结果表明:用柴油引燃的压燃式甲醇发动机与原柴油机相比,全负荷最大烟度下降66%,在整个负荷范围内NOx排放下降60%～70%左右,但CO和THC排放上升较多,说明本发动机中燃料与空气的混合气形成尚需改进。

压燃式发动机燃用汽油/柴油混合燃料瞬变工况下燃烧及微粒排放特性分析

针对压燃式发动机燃用汽油/柴油混合燃料稳态及瞬态工况下的燃烧及微粒排放粒度分布特征进行了试验研究,分析了汽油掺入比例及EGR对发动机稳态及不同瞬变率的恒转速增转矩瞬变工况超细微粒数量排放的影响规律.结果表明：在大负荷工况下采用高汽油掺入比例的汽油/柴油混合燃料能够在不引起NOx显著增加的前提下进一步降低排气烟度,有助于拓展预混合燃烧过程负荷工况范围;但较高汽油掺入比例易导致油气过度混合,对HC及CO排放有不利影响,尤其会导致小负荷工况下CO排放显著增加.综合考虑不同负荷工况下运行情况,认为汽油掺入比例在40%,～50%,左右较为适宜.燃用汽油/柴油混合燃料时排气颗粒物更趋于细化,其微粒几何平均粒径较柴油明显降低.瞬变工况增负荷过程中,各模态微粒数量浓度均有所升高,随汽油掺入比例增大积聚态微粒数量增加程度变缓,当汽油掺入比例达到50%,时,在高瞬变率工况时积聚态微粒数量无明显增加.高比例EGR条件下,瞬变过程中积聚态微粒数量浓度在增负荷初期便急剧增加,燃用汽油/柴油混合燃料有利于缓解瞬态工况积聚态微粒数量急剧增加的程度.

二甲醚(DME)在压燃式发动机上应用研究的新进展

大量的研究表明二甲醚(DME)是压燃式发动机的一种较为理想的代用清洁燃料,本文介绍了迄今为止DME在压燃式发动机上应用研究的最新进展。研究人员借助各种先进手段对DME的热物性和喷雾、燃烧特性进行了深入的研究,从理论上探讨了DME的燃烧过程及其能实现超低排放的机理,试验研究了发动机在不同工况下的各项性能指标。在此基础上一些国家开发出了新型的DME燃料供给和喷射系统,并成功应用在车辆上。

压燃式发动机燃用柴油/乙醇的研究

在具有双喷射系统的压燃式发动机中 ,用一个喷射系统喷射乙醇 (C2 H5OH)作为主要燃料 ,另一个喷射柴油作为引燃燃料 ,进行不同负荷下的性能和排放试验。试验结果表明 ,用柴油引燃的压燃式乙醇发动机与原柴油机相比 ,烟度最大可下降 5 6 % ,NOx 排放量可下降 5 0 %～ 6 8% ,但 CO和 THC排放量上升较多。

高原环境下生物柴油对压燃式发动机性能与排放特性的影响

在高原发动机大气模拟试验台架上,深入研究生物柴油和大气压力对不同型式压燃式发动机性能与排放特性的影响规律与作用机理。研究结果表明:随着大气压力下降,自然吸气柴油机的最大扭矩和有效热效率下降幅度逐渐加剧,其最大扭矩输出随生物柴油掺混比增大先升后降;而涡轮增压柴油机最大扭矩随生物柴油掺混比的增加一直呈线性下降。对于自然吸气柴油机,随大气压力降低,与纯柴油(B0)相比,纯生物柴油(B100)在中高转速全负荷工况时的烟度显著降低。对于涡轮增压柴油机,B100外特性的不透光度相对B0降低幅度随转速增加逐渐减弱,表现出与自然吸气柴油机相反的变化趋势;对于高压共轨柴油机,在低转速全负荷时,B100与B0的功率输出与实测油耗基本相当,B100的有效热效率高于B0。随着发动机转速增加,与纯柴油(B0)相比,B100外特性功率输出逐渐降低,实测油耗升高,有效热效率与B0逐渐接近;不同生物柴油的理化特性对共轨柴油机性能的综合影响差异较小。在相同功率(或扭矩)时,不同生物柴油的燃烧特性和NOx排放特性基本相当;对于碳烟排放,地沟油最高,橡胶籽次之,小桐子最低。

直喷压燃式发动机燃用柴油/碳酸二甲酯的燃烧特性和放热过程研究(英文)

在一台直喷式发动机上开展了燃用柴油/碳酸二甲酯混合燃料的燃烧特性与放热过程研究.结果表明,随碳酸二甲酯含量的增加,预混燃烧推迟,扩散燃烧期缩短.在中高负荷区,相同平均有效压力下,缸内最高压力、最高压力升高率和最大放热率随碳酸二甲酯含量的增加而增加,而在低负荷区基本上不随碳酸二甲酯含量的增加而改变.着火滞燃期随碳酸二甲酯含量的增加而增加,而快速燃烧期和燃烧持续期不随碳酸二甲酯含量的变化而改变.随碳酸二甲酯含量的增加,燃油消耗率增加,等热值燃油消耗率降低.CO和烟度随碳酸二甲酯含量的增加而降低,NOx随碳酸二甲酯含量的变化,但变化不大.