针对一款进气凸轮包角为190°CA的2.0 T GDI缸内直喷奥拓循环汽油发动机,采用BOOST软件建立了一维性能仿真计算模型,在对模型进行标定的基础上,仿真计算了150°CA、170°CA进气凸轮包角所实现的Miller循环发动机的动力性和...针对一款进气凸轮包角为190°CA的2.0 T GDI缸内直喷奥拓循环汽油发动机,采用BOOST软件建立了一维性能仿真计算模型,在对模型进行标定的基础上,仿真计算了150°CA、170°CA进气凸轮包角所实现的Miller循环发动机的动力性和经济性.研究结果表明,所建立的一维仿真计算模型能够较为精确的模拟缸内直喷汽油机的比油耗、功率及扭矩;采用150°CA、170°CA进气凸轮包角的发动机相比于190°CA进气凸轮包角的额定功率有所下降,且150°CA和170°CA进气凸轮包角需采用更高的增压比;随着进气凸轮包角的减小,外特性工况油耗依次上升,但部分负荷的油耗随着进气包角的减小而显著改善.展开更多
汽油缸内直喷(gasoline direct injection,GDI)技术有利于发动机的进气过程,表现出较好的NO_(x)排放和燃油经济性,被广泛运用于乘用车领域。喷油起始时刻(start of injection,SOI)严重影响着缸内油气混合的均匀性,进而对发动机的燃烧和...汽油缸内直喷(gasoline direct injection,GDI)技术有利于发动机的进气过程,表现出较好的NO_(x)排放和燃油经济性,被广泛运用于乘用车领域。喷油起始时刻(start of injection,SOI)严重影响着缸内油气混合的均匀性,进而对发动机的燃烧和排放性能产生影响。通过Converge软件对某款高速GDI发动机进行仿真分析,研究不同SOI条件下发动机的性能变化。结果表明:发动机高速运行时,在缸内气流和燃油束气流的共同作用下,缸内左侧形成强滚流团,混合油气向进气侧方向聚集。随SOI延后,喷雾撞壁时刻推迟,燃油在缸内的破碎效果得到加强,但不利于顶面油膜蒸发,火花塞处形成不同浓度的混合油气。对比发现400°为最佳喷油时刻,此时缸内油气混合均匀性最好,燃烧重心提前,缸内最大爆压达到10.5 MPa,动力性能和燃油经济性得到提升;燃油的充分燃烧以及缸内燃烧温度的增加使CO和总碳氢化合物(total hydrocarbons,THC)排放减少,但NO_(x)排放有所增加。展开更多
为预测高原环境下缸内直喷(Gasoline Direct Injection, GDI)汽油车CO和PN的瞬时排放量,开发并评估了一套基于深度学习的排放预测模型。利用便携式车载排放测试系统对一辆GDI汽油车进行实际道路排放测试;加入奇异谱分析对原始时间序列...为预测高原环境下缸内直喷(Gasoline Direct Injection, GDI)汽油车CO和PN的瞬时排放量,开发并评估了一套基于深度学习的排放预测模型。利用便携式车载排放测试系统对一辆GDI汽油车进行实际道路排放测试;加入奇异谱分析对原始时间序列进行处理,剔除时间序列中的异常值;利用XGBoost模型对GDI汽油车的CO和PN的瞬时排放进行初步预测,并利用SVR模型进行残差修正得到最终的预测结果。将预测结果与实际道路排放试验中使用PEMS设备测量的实际值进行比较,结果表明,XGBoost-SVR排放预测模型能较好地预测GDI汽油车瞬时CO和PN的排放,相比单一的XGBoost模型,RMSE分别提高了22.9%和39.7%,决定系数R2均大于0.9,支持预测结果的可靠性。该模型对监测高原环境下GDI汽油车实际道路排放具有一定的工程意义。展开更多
缸内直喷汽油机(gasoline direct injection,GDI)的颗粒物排放问题越来越引起人们的重视。为解析GDI汽油机缸内碳烟生成机理,文中提出了一种改进的两步法碳烟模型,将该模型应用于Kiva-Chemkin软件中,对一款典型GDI汽油机的喷雾碰壁、混...缸内直喷汽油机(gasoline direct injection,GDI)的颗粒物排放问题越来越引起人们的重视。为解析GDI汽油机缸内碳烟生成机理,文中提出了一种改进的两步法碳烟模型,将该模型应用于Kiva-Chemkin软件中,对一款典型GDI汽油机的喷雾碰壁、混合气形成、燃烧和碳烟生成过程进行了三维计算流体力学(CFD)数值模拟。结果表明,GDI汽油机的碳烟主要源于缸内油气混合不均、壁面油膜的燃烧即池火燃烧。在均质混合气工作模式下,增加喷油提前角可使燃油雾化更好、油气混合均匀,从而降低碳烟生成。但如果喷油提前角过大,会导致喷雾碰壁,引起碳烟生成量急剧增加。在分层混合气工作模式下,碳烟主要来源于局部浓区。过早喷油不利于产生喷雾诱导的滚流,不利于油气均匀混合,会产生局部燃油浓区,从而导致缸内碳烟生成量较高。结果表明,文中提出的碳烟模型可较好地预测缸内碳烟生产过程。展开更多
Turbocharging and direct injection are main technologies used for energy-saving gasoline engines. But the biggest challenge is super-knock, whose mechanism is unclear and has no effective strategy to suppress this sup...Turbocharging and direct injection are main technologies used for energy-saving gasoline engines. But the biggest challenge is super-knock, whose mechanism is unclear and has no effective strategy to suppress this super-knock until now. The effects of injection strategies on super-knock were experimentally investigated in a turbocharged GDI engine. It was found that two-stage injections during intake stroke （TSII） can eliminate super-knock. Meanwhile, the fuel consumption, emissions and exhaust tem- perature can keep optimized level. By sweeping the start of the 1st injection （SOIl）, end of the 2nd injection （EOI2） and the split injection ratios （ROI2） using 5000 cycles evaluation test at low-speed high load operating point, the optimized injection strategy for the typical TC-GDI engine is TSII with SOIl at middle of intake stroke, EOI2 at end of intake stroke, and ROI2 of 0.3.展开更多
文摘针对一款进气凸轮包角为190°CA的2.0 T GDI缸内直喷奥拓循环汽油发动机,采用BOOST软件建立了一维性能仿真计算模型,在对模型进行标定的基础上,仿真计算了150°CA、170°CA进气凸轮包角所实现的Miller循环发动机的动力性和经济性.研究结果表明,所建立的一维仿真计算模型能够较为精确的模拟缸内直喷汽油机的比油耗、功率及扭矩;采用150°CA、170°CA进气凸轮包角的发动机相比于190°CA进气凸轮包角的额定功率有所下降,且150°CA和170°CA进气凸轮包角需采用更高的增压比;随着进气凸轮包角的减小,外特性工况油耗依次上升,但部分负荷的油耗随着进气包角的减小而显著改善.
文摘汽油缸内直喷(gasoline direct injection,GDI)技术有利于发动机的进气过程,表现出较好的NO_(x)排放和燃油经济性,被广泛运用于乘用车领域。喷油起始时刻(start of injection,SOI)严重影响着缸内油气混合的均匀性,进而对发动机的燃烧和排放性能产生影响。通过Converge软件对某款高速GDI发动机进行仿真分析,研究不同SOI条件下发动机的性能变化。结果表明:发动机高速运行时,在缸内气流和燃油束气流的共同作用下,缸内左侧形成强滚流团,混合油气向进气侧方向聚集。随SOI延后,喷雾撞壁时刻推迟,燃油在缸内的破碎效果得到加强,但不利于顶面油膜蒸发,火花塞处形成不同浓度的混合油气。对比发现400°为最佳喷油时刻,此时缸内油气混合均匀性最好,燃烧重心提前,缸内最大爆压达到10.5 MPa,动力性能和燃油经济性得到提升;燃油的充分燃烧以及缸内燃烧温度的增加使CO和总碳氢化合物(total hydrocarbons,THC)排放减少,但NO_(x)排放有所增加。
文摘为预测高原环境下缸内直喷(Gasoline Direct Injection, GDI)汽油车CO和PN的瞬时排放量,开发并评估了一套基于深度学习的排放预测模型。利用便携式车载排放测试系统对一辆GDI汽油车进行实际道路排放测试;加入奇异谱分析对原始时间序列进行处理,剔除时间序列中的异常值;利用XGBoost模型对GDI汽油车的CO和PN的瞬时排放进行初步预测,并利用SVR模型进行残差修正得到最终的预测结果。将预测结果与实际道路排放试验中使用PEMS设备测量的实际值进行比较,结果表明,XGBoost-SVR排放预测模型能较好地预测GDI汽油车瞬时CO和PN的排放,相比单一的XGBoost模型,RMSE分别提高了22.9%和39.7%,决定系数R2均大于0.9,支持预测结果的可靠性。该模型对监测高原环境下GDI汽油车实际道路排放具有一定的工程意义。
文摘缸内直喷汽油机(gasoline direct injection,GDI)的颗粒物排放问题越来越引起人们的重视。为解析GDI汽油机缸内碳烟生成机理,文中提出了一种改进的两步法碳烟模型,将该模型应用于Kiva-Chemkin软件中,对一款典型GDI汽油机的喷雾碰壁、混合气形成、燃烧和碳烟生成过程进行了三维计算流体力学(CFD)数值模拟。结果表明,GDI汽油机的碳烟主要源于缸内油气混合不均、壁面油膜的燃烧即池火燃烧。在均质混合气工作模式下,增加喷油提前角可使燃油雾化更好、油气混合均匀,从而降低碳烟生成。但如果喷油提前角过大,会导致喷雾碰壁,引起碳烟生成量急剧增加。在分层混合气工作模式下,碳烟主要来源于局部浓区。过早喷油不利于产生喷雾诱导的滚流,不利于油气均匀混合,会产生局部燃油浓区,从而导致缸内碳烟生成量较高。结果表明,文中提出的碳烟模型可较好地预测缸内碳烟生产过程。
基金supported by the National Natural Science Foundation of China(Grant No.51036004)the Ministry of Science and Technology of China through the Project 2012AA111715
文摘Turbocharging and direct injection are main technologies used for energy-saving gasoline engines. But the biggest challenge is super-knock, whose mechanism is unclear and has no effective strategy to suppress this super-knock until now. The effects of injection strategies on super-knock were experimentally investigated in a turbocharged GDI engine. It was found that two-stage injections during intake stroke （TSII） can eliminate super-knock. Meanwhile, the fuel consumption, emissions and exhaust tem- perature can keep optimized level. By sweeping the start of the 1st injection （SOIl）, end of the 2nd injection （EOI2） and the split injection ratios （ROI2） using 5000 cycles evaluation test at low-speed high load operating point, the optimized injection strategy for the typical TC-GDI engine is TSII with SOIl at middle of intake stroke, EOI2 at end of intake stroke, and ROI2 of 0.3.
