增压直喷汽油机排气歧管低周疲劳的研究

为了探索某增压直喷汽油机排气歧管在交变载荷作用下的低周疲劳,首先利用AVL-Fire软件对排气歧管进行内外流场CFD分析,得到排气歧管的热边界条件;然后把热边界条件映射到有限元网格,通过有限元分析计算出排气歧管瞬变循环工况下的温度场、应力场和应变场。最后利用疲劳分析软件计算出排气歧管的疲劳寿命。结果表明,排气歧管疲劳寿命预测合理反映了在交变载荷和高温的共同作用下排气歧管低周疲劳损伤区域的寿命,验证了该预测方法的有效性和准确性。

滚流对直喷汽油机油气混合及燃烧特性影响的数值模拟研究

利用数值模拟方法分析了可变涡流GDI发动机在2 000r/min、5 500r/min全负荷工况下,涡流调节阀开启和关闭不同状态的进气-喷雾-油气混合及燃烧整个过程,评价了缸内滚流对进气流动、混合气浓度分布及燃烧特性的影响。研究结果表明:在低转速时,滚流阀关闭使缸内滚流强度明显提高,是相同气门升程涡流调节阀开启时的4~6倍,较大的滚流强度加快了缸内燃油雾化速度,有助于在点火时刻缸内形成浓度均匀一致的混合气,同时增加了点火时刻的湍动能,配合较晚的点火时刻可以形成稳定而快速的燃烧;在高转速时,通过关闭滚流阀来提高缸内滚流比的水平有限,同时进气道流通能力受到抑制,缸内进气质量仅为滚流阀开启时的2/3,较大的滚流比使点火时刻缸内湍动能过大,不利于稳定快速的火焰传播。

缸内直喷汽油机多孔喷油器喷雾特性试验研究

为了研究缸内直喷汽油机多孔喷油器的喷雾特性,建立了定容喷雾试验装置,对不同环境压力和不同喷油压力条件下的自由喷雾和碰壁喷雾过程进行了拍摄,分析了壁面距离和壁面倾角对喷雾特性的影响。研究发现:多孔喷油器与传统的旋流式喷油器的喷雾特性存在较大差异。多孔喷油器的喷雾锥角受环境压力影响较小;随着环境背压的增大,贯穿距离和喷雾锥角呈现先增大后减小的特点;喷雾锥角随着喷射压力的提高略有增加。在碰壁喷雾发展过程中,不同环境压力下喷雾油束与壁面接触面积接近;随着壁面距离的增加,碰壁喷雾高度递减,碰壁后的喷雾高度存在波动;随着壁面倾角的增大,碰壁喷雾高度和增大。在壁面倾角的增大过程中,影响碰壁喷雾半径的因素较多,呈现出较复杂的变化规律。以上研究为多孔喷油器的设计及其与燃烧室的匹配提供了理论依据。

直喷式汽油机缸内浓度场数值模拟

对直喷式二冲程汽油机缸内浓度场进行了数值模拟,选取两种代表性的发动机工况,采用球顶燃烧室,改变喷油定时和喷雾方向,研究它们对燃烧室内混合气浓度分布的影响。通过仿真分析得到:喷油定时和喷油方向对缸内浓度场分布有很大影响。当喷油器的中心轴线与气缸中心轴线的夹角为15°的喷油方向,喷油定时在低负荷选择95°CA、高负荷选择160°CA时,可以在火花塞附近形成有利于点火的混合气浓度,在整个燃烧室形成有利于分层燃烧的浓度场分布。

直喷汽油机外开式喷油器的喷雾雾化特性研究

采用时间分割法对相位多普勒粒子分析仪(phase doppler particle analyzer,PDPA)测量得到的外开式喷油器的喷雾场粒子特征信息进行分析研究。研究结果表明:背压变化对于喷雾场内的粒子速度及直径特征具有明显影响。1.1MPa高背压条件下,无论是喷雾前端还是尾部,粒子平均速度的最大值不超过20m/s。背压增加使空气掺混质量流率也随之增加,空气作用的加强使粒子的直径分布范围扩大,粒径的标准差增加。在1.1MPa高背压条件下,喷油结束后(T阶段)粒子速度变为零,粒子算数平均直径(arithmetic meandiameter,AMD)和索特平均直径(sauter mean diameter,SMD)分别稳定在20μm和40μm左右。喷射压力增加能够促进油滴粒子的进一步细化,而轴针座锥角变大虽然对于粒子速度无明显影响,但使F、C、R三阶段的粒子SMD明显减小。

某直列三缸1.0升涡轮增压直喷汽油发动机的开发

介绍东风汽车公司所研发的某新型1.0 L三缸直列涡轮增压直喷(TGDI)汽油发动机。研发中,经过计算流体动力学(CFD)模拟、气道试验和透明发动机试验,优化了燃烧系统,提高其综合性能;采用高效率和低惯量涡轮增压器,保证了良好的全转速性能输出和瞬态响应速度;采用低摩擦、热管理、变排量机油泵和进排气气门可变正时技术(DVVT)等措施,实现了低油耗;优化发动机本体结构设计,研究平衡策略,并设计悬置系统匹配,获得了良好噪声/振动/不平顺性(NVH)性能。进行了台架试验和整车搭载试验。结果表明:该发动机各项性能指标达到设计目标,体积小、结构紧凑,适于不同传统车型和混合动力车型搭载。

对车用汽油机燃烧方式及其新技术的分析

根据空燃比 (A /F )使用范围将汽油机燃烧方式分为 3类并进行了分析。分析结果表明 ,混合燃烧在基本概念上具有明显的优越性 ,是未来的发展方向。