基于可变气门定时策略的HCCI汽油机试验研究

在电控气口喷射四冲程单缸试验机上,利用特殊设计的小包角配气凸轮,通过负气门重叠角实现了由内部残余废气控制的汽油HCCI燃烧,详细研究了气门定时参数对HCCI燃烧的影响.结果表明,就进排气门定时比较而言,排气门关闭时刻对内部EGR率和负荷的影响更大,而进气门开启时刻对HCCI燃烧的影响相对较小.在进排气门相位对称条件下,随着气门重叠负角的减小,最大压力升高率增加,着火时刻提前,负荷也增大.随着转速的增加,内部EGR率增加,排气温度升高,着火时刻也提前.通过调整气门定时,在不需要进气加热的条件下,可在转速880～4 000 r/min,负荷0.25～0.75 MPa(pIMEP)的范围实现HCCI燃烧.

天然气发动机可变气门定时的仿真研究

利用GT-Power软件建立了天然气发动机仿真模型,并对其进排气门的配气相位进行优化,研究并预测了配气相位优化前后发动机充量系数及功率的变化规律。对该天然气发动机的计算结果表明,采用可变气门定时(VVT)技术后,发动机的功率有明显提高,尤其是在中低转速时,功率提高达到10%以上,大大改善了发动机的动力性能。

燃烧室EGR策略下汽油CAI燃烧试验Ⅰ:气门定时影响及实现CAI燃烧定时区域

燃烧室EGR策略是实现可控自燃(CAI)的一种有效技术手段.在装备电控液压驱动可变气门机构的单缸机试验系统上,研究了使用燃烧室EGR策略实现CAI燃烧时,进、排气门定时对汽油CAI燃烧的影响.试验结果表明,在1,000,r/min采用对称负气门重叠角(NVO)定时变化时,在NVO为140～240°CA内能够实现CAI燃烧,采用非对称的NVO定时变化,可以拓宽实现CAI燃烧的NVO范围,改善CAI燃烧状态.此外,排气门关闭定时对缸内残余废气量的影响要大于进气门开启定时,在能实现CAI燃烧的气门定时区域内,排气门关闭角(EVC)变化范围较小为50°CA,进气门开启角(IVO)变化范围可达200°CA.

车用汽油机可变气门定时技术作用机理及应用策略

在分析调节配气定时参数降低燃油消耗及减少排放机理的基础上,对比了进气门定时单独连续可变,排气门定时单独连续可变,进排气门定时联动连续可变及进排气门定时独立连续可变4种可变气门定时技术对汽油机性能的影响,并给出了其在汽油机上的应用策略。最后,使用这种策略对配有进排气门定时独立连续可变技术的汽油机进行了气门定时优化试验,并分析了试验结果。

气门升程对汽油CAI燃烧及气门定时区域影响

在改造的4冲程单缸机上,装备自主开发的电控液压驱动全可变气门机构,通过改变进排气门定时和升程截留高温已燃废气实现了汽油均质压燃(CAI)燃烧.通过试验探索了不同升程时的气门定时区域,研究了不同气门升程时,进排气门定时对燃烧的影响.结果表明:在1,000 r/min,采用对称负气门重叠角(NVO)策略,NVO大于180℃A时,发动机实现了正常CAI燃烧;随着气门升程降低,可实现CAI燃烧的NVO区间变大,对应的EGR率也呈增大趋势,NOx排放呈减小趋势.采用非对称NVO策略,拓宽了实现CAI燃烧的NVO范围;相同升程,排气门关闭角(EVC)定时对应EGR率的影响均大于进气门开启角(IVO)定时.气门升程低时,CAI稳定燃烧定时范围大,EVC定时对EGR率的影响显著增强;气门升程高时,可实现CAI燃烧的平均有效压力范围大.

排气道废气再循环策略下实现汽油可控自燃的气门定时区域

在装备有电控液压驱动可变气门机构的单缸机试验系统上,研究了使用排气道废气再循环（EGR）策略实现汽油可控自燃（CAI）时,气门定时对汽油CAI的影响。试验结果表明,在转速1000 r/min、过量空气系数λ为1条件下,采用进气门开启定时不变时（IVO=40°CAATDC）排气门关闭定时,（EVC）在126-176°CA ATDC范围内能够实现汽油CAI;采用EVC定时不变（EVC=146°CA ATDC）时,IVO在28-60°CA ATDC范围内也能够实现汽油CAI。EVC对从排气道吸入的废气的影响要大于IVO。在能实现汽油CAI的气门定时区域内,IVO变化范围仅为45°CA,EVC变化范围可达120°CA。

可变气门定时研究的回顾及展望

本文在简要地回顾可变气门定时（VariableValveTiming—VVT）研究的历史后，着重地阐述了VVT在发动机上的应用，并介绍了该领域里的最新研究成果．文中还探讨了实现VVT机构的一些最有前途的方案。最后，作者展望了该研究领域的发展趋势．

宝马公司的无级可变气门定时系统VANOS

借助于可变气门控制装置,可以在内燃机上对发动机的目标量,例如比油耗、废气特性、扭矩以及最大功率等发挥积极影响.

宝马公司的无级可变气门定时系统VANOS

借助阵子于可变气六控制装置,可以在内燃机上对屐机的目标量,例如比油耗、废气特性、转矩以及最大功率等发挥积影响.

两模式进气门晚关系统对柴油机燃烧及排放特性的影响

设计了一种基于凸轮轴的柴油机两模式进气门晚关系统,利用两种典型的气门升程曲线来调整气门定时,经过精细调整后装配于一台直列6缸排量为12,L的柴油机上,在1.0,MPa的平均有效压力(BMEP)下研究了进气门晚关对于重型柴油机燃烧的影响.结果表明,该系统降低了压缩过程的压力和温度,使滞燃期延长,着火前油气混合更均匀,预混燃烧比例增加.试验证明,该系统可以使不同工况的碳烟和NOx折衷排放降低,有效热效率在1,600,r/min、50%负荷和1,900,r/min、50%负荷时分别有3.5%和7%的提高.

进排气门相位和升程对汽油机HCCI燃烧控制的试验研究

利用内部高温残余废气加热新鲜充量是实现均质压燃(HCCI)的一种有效方式。设计了几种具有小持续角的特殊进、排气凸轮轴,以满足高内部残余废气率。在Ricardo Hydra 140单缸汽油机上,分别采用不同持续角的凸轮轴研究了进、排气门定时和升程等参数对汽油机HCCI燃烧的影响。试验结果表明,排气门定时对残余废气率和HCCI燃烧有着更强的控制作用。选择合适的气门升程可以拓展HCCI运行范围,升程大的凸轮轴将HCCI运行范围向高速大负荷方向拓展,而升程小的凸轮轴则有利于获得更低的HCCI运行负荷和转速。

电控液压驱动可变气门机构的应用研究

在1台装备了自主开发的电控液压驱动可变气门机构的进气道喷射单缸试验发动机上，成功地实现了汽油机SI燃烧和可控自燃（CAI）燃烧。研究结果袁明，采用自主研制的电液无凸轮轴气门机构能够实现可变气门定时及可变气门开启持续期；该机构在SI模式下能满足发动机的动力性要求且燃油经济性和CO，HC排放有所改善；通过排气门早关、进气门晚开策略，在转速为1000r／min、过量空气系数为1的工况下，进气门开启506～511°CA，排气门关闭242～278°CA气门正时范围内实现了CAI燃烧，CAI燃烧获得的最大平均有效压力可迭0．395MPa。

基于两级增压与进气门晚关协同作用对柴油机热效率和排放的影响

以重型柴油机为研究对象,基于部分均质预混燃烧模式研究进气门晚关定时(RIVCT)与两级增压器的优化匹配.对两级增压匹配方法进行了研究,发现合理控制中冷强度、两级压气机的运行效率耦合压比分配技术,可以得到满足压比所需的最小驱动功.在各转速平均有效压力为0.5,MPa工况(25%负荷)发现使用RIVCT,进气流量降低使压气机运行在高效率区,降低了对驱动功的要求,故压比仍能保持不变.同时,进气压力不变的情况下,进气流量减少导致排气压力降低,减少泵气负功从而提高热效率,但各转速热效率提升幅度不同,1,300,r/min、1,600,r/min和1,900,r/min有效热效率分别提高了约1%、1.5%和2%.在相同喷油定时和EGR率(低压EGR循环)的情况下,使用RIVCT后有效压缩比降低,降低了压缩温度使滞燃期加长,混合时间增加,Soot排放降低(降低幅度约30%);滞燃期的加长使混合更加均质,降低缸内局部火焰温度,导致NOx排放大幅度降低(降低幅度约70%).

柴油机高密度-低温燃烧的数值模拟

从柴油机燃烧过程控制的思想出发,解释了高密度-低温燃烧概念的内涵.数值模拟结果表明,高充量密度在提高热容方面与EGR具有相同的作用.因此,低温燃烧使用较低的EGR率时就能实现很低的NOx和碳烟排放;另外,高充量密度促进了燃空混合率,特别是促进了燃烧后期的混合速率,极大地缩短了燃烧持续期,提高了指示热效率,高密度-低温燃烧的这一特征对柴油机高负荷和全负荷下实现高效、低排放运行具有突出的优势.研究结果还显示,充量密度对燃烧过程参数的影响是多重的,不同于传统柴油机燃烧.

汽油机均质压燃燃烧模型及其在CAI发动机模拟中的应用(英文)

通过分析4冲程HCCI/CAI燃烧特性,以大量的CAI燃烧示功图数据为基础,总结出一个适用于描述CAI燃烧速度的经验函数.将该函数应用于GT Power模拟软件,并结合自行开发的凸轮型线自动生成模块,研究了进、排气门定时及升程等参数对CAI燃烧的影响,以及拓展CAI运行范围的途径.结果表明,排气门升程对平均指示压力(IMEP)的影响比进气门升程要大,较大的排气门升程有利于大负荷工况,在大进气门升程时,由于进气回流导致负荷减少.

摩托车排放控制技术及可行性分析(2)

利用四气门结构的气门正时和升程控制，可极大地改善燃烧效率。通常情况下，在发动机整个转速范围内，气门正时时间和升程是固定不变的，如果在低转矩时对气门正时时间进行优化，那么在高速运转时，发动机的性能则可能折中。在低负荷时，如可以使进气门较早关闭，也可减小泵气损失。可变气门定时可以相对提高发动机低速和高速性能，增加进气涡流和充气速度，尤其是解决了低负荷运转状态存在的问题。

应用约束变尺度法优化汽油机工作过程

应用约束变尺度优化法对汽油机的工作过程进行了优化计算研究，阐述了VVT、VCR法。研究结果表明，VVT法与VCR法相结合并配以最佳点火提前角，可充分改善汽油机的燃油经济性，能最大限度地挖掘出VVT法和VCR法的潜力。

可变发动机控制

汽油机的输出功率是由进气节流控制的,因为仅仅在理论混合比附近的混合气才能够可靠地点燃.