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隔热涂层活塞对汽油机性能的影响

吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：王向阳刘宇杜家坤陈泓解方喜芦大佑吉林大学汽车底盘集成与仿生全国重点实验室广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院

本文采用试验研究方法解决了隔热涂层活塞在汽油机上的应用问题。结果得出：采用隔热涂层活塞低负荷时最佳点火时刻提前，着火延迟期和燃烧持续期延长，燃烧中心推迟高负荷时相反。采用隔热涂层活塞导致NOx排放上升，CO和HC排放下降。... 详细信息

本文采用试验研究方法解决了隔热涂层活塞在汽油机上的应用问题。结果得出：采用隔热涂层活塞低负荷时最佳点火时刻提前，着火延迟期和燃烧持续期延长，燃烧中心推迟高负荷时相反。采用隔热涂层活塞导致NOx排放上升，CO和HC排放下降。大负荷下空气稀释燃烧和当量比燃烧下隔热涂层活塞对发动机性能影响相同。

关键词：动力机械及工程隔热涂层活塞当量比燃烧空气稀释燃烧发动机性能

基于GT-Power的EGR率对当量比燃烧的发动机性能影响研究

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汽车技术 2015年第12期 25-28页

作者：李垂孝朱昌吉李君吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室

利用GT-Power软件建立直列4缸天然气发动机一维仿真模型,研究不同EGR率对当量比燃烧的天然气发动机的影响。研究表明,随着EGR率的增加,缸内燃烧压力和放热率峰值降低,燃烧过程后移,显著抑制NOx生成,经济性变差;25%负荷时,排气温度上升,H... 详细信息

利用GT-Power软件建立直列4缸天然气发动机一维仿真模型,研究不同EGR率对当量比燃烧的天然气发动机的影响。研究表明,随着EGR率的增加,缸内燃烧压力和放热率峰值降低,燃烧过程后移,显著抑制NOx生成,经济性变差;25%负荷时,排气温度上升,HC的排放增加,CO生成量在EGR率超过10%后上升较快;75%负荷时,CO生成量降低,HC生成量在EGR率超过15%后上升速度变快,排气温度在EGR率为17%时达到最高。

关键词：天然气发动机当量比燃烧性能 EGR率

喷水对天然气发动机当量比燃烧和排放特性的影响

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喷水对天然气发动机当量比燃烧和排放特性的影响

作者：胡前城合肥工业大学

学位级别：硕士

随着排放法规的日益严格,当量比燃烧成为国六天然气发动机的主流燃烧技术。不过,天然气的燃烧温度高,当量比燃烧会导致缸内热负荷和排气温度高。较高的缸内热负荷会增加天然气发动机发生爆震的几率,高排温也会对其排放后处理系统造成危... 详细信息

随着排放法规的日益严格,当量比燃烧成为国六天然气发动机的主流燃烧技术。不过,天然气的燃烧温度高,当量比燃烧会导致缸内热负荷和排气温度高。较高的缸内热负荷会增加天然气发动机发生爆震的几率,高排温也会对其排放后处理系统造成危害。因此,有必要采取措施来消除当量比燃烧带来的上述问题。本文首先通过定容燃烧弹实验和CHEMKIN数值计算的方式,研究了不同水稀释度、不同预热温度、不同稀释组分下水蒸气对天然气当量比燃烧层流火焰特性的影响规律,并对比了水蒸气的物理作用和化学作用对火焰速度的影响,为天然气发动机模型提供了基础燃烧速度数据和燃烧机理模型。之后,基于1.5TGDI天然气发动机模型使用AVL Fire软件计算了进气道喷水对天然气发动机燃烧及排放的影响规律。主要研究了不同水稀释度、不同点火提前角、不同喷水持续期和不同喷水锥角下水蒸气对天然气发动机缸内温度、缸内压力、放热率、缸内湍动能、NO排放、CO排放和颗粒物排放的影响规律。其中,不同水稀释度和不同点火提前角采用单点喷水,不同喷水持续期和不同喷水锥角采用双点喷水。基于定容弹实验研究获得:层流火焰速度随着水稀释度的升高呈现出线性下降的规律,水蒸气降低火焰速度可分为物理作用和化学作用,且物理作用大于化学作用。不同稀释组分对天然气火焰传播速度的影响不同,在同一稀释度下,不同稀释气体对火焰速度的影响大小为CO>HO>N。基元反应R41、R1和R43敏感性系数绝对值越小,层流火焰传播速度越大。H和OH自由基峰值浓度越高,层流火焰速度值也就越大。相同水稀释度下预热温度越高,绝热火焰温度愈高,层流火焰速度也愈大。基于天然气发动机模型获得:相同点火提前角不同水稀释度时,随着水稀释度的升高缸内水蒸气含量升高,发动机的作功能力降低,缸内热负荷降低。喷水后的缸内平均湍动能比不喷水低。水稀释度愈高,NO排放愈低,CO排放愈高,颗粒物排放先升高后降低。相同水稀释度不同点火提前角时,点火提前角12°CA可以保持发动机作功能力并有效降低发动机热负荷,NO排放最低,颗粒物排放较低,CO排放最高,需进一步降低CO排放。相同水稀释度、相同点火提前角和不同喷水持续期时,喷水持续期5ms比3ms的缸内平均湍动能高,CO排放和颗粒物排放低。相同水稀释度、相同点火提前角和不同喷水锥角时:喷水锥角30°保持发动机作功能力效果更好。喷水锥角30°比45°的缸内平均湍动能低,CO排放低。相同条件下,双点喷水比单点喷水的CO排放明显降低。

关键词：定容燃烧弹当量比燃烧层流火焰速度进气道喷水敏感性系数自由基浓度

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天然气直喷发动机当量比与稀薄燃烧对比研究

小型内燃机与摩托车 2011年第3期40卷 27-29页

作者：邹博文李开国李静波罗福强国家燃气汽车工程技术研究中心重庆400039 江苏大学汽车与交通工程学院

针对一台自然吸气四缸天然气缸内直喷发动机,建立了发动机仿真模型,通过台架试验数据对模型进行了验证。开展了均质当量比燃烧和稀薄燃烧两种方案的整机动力性、热负荷和经济性对比研究。结果表明:稀薄燃烧时动力性下降明显,当量比燃烧... 详细信息

针对一台自然吸气四缸天然气缸内直喷发动机,建立了发动机仿真模型,通过台架试验数据对模型进行了验证。开展了均质当量比燃烧和稀薄燃烧两种方案的整机动力性、热负荷和经济性对比研究。结果表明:稀薄燃烧时动力性下降明显,当量比燃烧时热负荷较高,空燃比稍大于当量比时经济性最好。

关键词：天然气直喷发动机当量比燃烧稀薄燃烧

当量比天然气发动机Pd/Rh基三元催化器起燃特性研究

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2022年第7期45卷 878-885页

作者：唐飞钱叶剑王朝元孟顺花阳庄远合肥工业大学汽车与交通工程学院安徽合肥230009

为开发一款天然气发动机高效专用三元催化系统,文章建立一种适用于当量比燃烧天然气发动机的三元催化器(three-way catalyst,TWC)整体模型,研究贵金属种类、排气温度和组分浓度对CH_(4)、NO和CO起燃特性的影响。研究结果表明:Pd基催化器... 详细信息

为开发一款天然气发动机高效专用三元催化系统,文章建立一种适用于当量比燃烧天然气发动机的三元催化器(three-way catalyst,TWC)整体模型,研究贵金属种类、排气温度和组分浓度对CH_(4)、NO和CO起燃特性的影响。研究结果表明:Pd基催化器上CH_(4)的起燃温度T_(50)和完全转化温度T_(90)较低;在Pd基催化器中添加Rh贵金属能促进NO还原,但抑制CO转化;增加H_(2)O的体积分数能促进CH_(4)、NO和CO催化转化,但不同贵金属催化器上CH_(4)、NO和CO起燃性能受H_(2)O体积分数影响的程度不一样;增加O_(2)的体积分数可以促进CH_(4)、NO和CO催化转化,O_(2)体积分数过高时,CH_(4)和NO转化被抑制;不同贵金属催化器上NO和CO起燃性能受O_(2)体积分数的影响从大到小顺序为Pd、Pd/Rh、Rh,不同贵金属催化器上CH_(4)起燃性能受O_(2)体积分数的影响从大到小顺序为Rh、Pd/Rh、Pd。

关键词：当量比燃烧天然气发动机 Pd/Rh基三元催化器(TWC) 起燃性能

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改善增压天然气发动机排放特性的途径

中南大学学报（自然科学版） 2012年第1期43卷 143-150页

作者：刘敬平杨汉乾王树青付建勤夏孝朗徐政欣湖南大学先进动力总成技术研究中心湖南长沙410082 湖南大学先进车身制造技术国家重点试验室湖南长沙410082

通过试验研究增压稀薄燃烧天然气发动机的排放特性,以及排气温度受过量空气系数λ的影响,研究结果表明:随着过量空气系数的增大,NOx与CO和HC的排放量变化趋势相反;压缩天然气发动机采用稀薄燃烧(λ>1.0)技术的源排放能达到国Ⅲ标准,在... 详细信息

通过试验研究增压稀薄燃烧天然气发动机的排放特性,以及排气温度受过量空气系数λ的影响,研究结果表明:随着过量空气系数的增大,NOx与CO和HC的排放量变化趋势相反;压缩天然气发动机采用稀薄燃烧(λ>1.0)技术的源排放能达到国Ⅲ标准,在加装普通三效催化转化器(TWC)后,其排放也只能达到国Ⅲ标准。原因是普通三效催化转化器只有在λ≈1.0时,其转化效率最高;米勒循环发动机的膨胀比大于压缩比,这有利于降低排气温度和提高热效率。因此,本文提出天然气发动机达到国Ⅳ排放标准一种新的技术路线:基于当量比燃烧(λ=1.0)的米勒循环技术,通过连续可变气门正时(CVVT)机构来调节气阀的开启和关闭时刻。采用该技术可以适当地增大发动机的压缩比,从而保证发动机的动力性和提高热效率,又可有效地降低排气温度,实现当量比燃烧,极大地提高了排放污染物在三效催化转化器中的转化效率,使天然气发动机排放达到国Ⅳ排放标准。

关键词：压缩天然气米勒循环当量比燃烧增压热效率

废气再循环率及点火时刻对天然气发动机燃烧和排温的影响

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内燃机工程 2021年第1期42卷 7-14页

作者：施东晓郭立新钟博姚春德天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072 中国第一汽车股份有限公司无锡油泵油嘴研究所无锡214063

基于一台当量比燃烧的天然气发动机,采用三维燃烧分析与发动机一维热力学计算相结合的方式开展了废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)率及点火时刻对缸内燃烧过程和发动机排温的影响研究。研究结果表明:随着EGR率的增加,燃烧相... 详细信息

基于一台当量比燃烧的天然气发动机,采用三维燃烧分析与发动机一维热力学计算相结合的方式开展了废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)率及点火时刻对缸内燃烧过程和发动机排温的影响研究。研究结果表明:随着EGR率的增加,燃烧相位后移,燃烧持续期延长,放热率峰值减小,最大压升率、缸内最高燃烧压力和最高平均燃烧温度均降低,再循环废气的稀释作用和热容效应能够抑制混合气的燃烧。随着点火时刻的提前,燃烧重心(CA50)前移,燃烧持续期缩短,最大压升率、缸内压力和放热率峰值均增大。排温随EGR率的增大和点火时刻的提前而降低。保持空气和燃气进气量不变,EGR率增大至23%,点火时刻提前至-18°能够将原机标定功率提升7.4 kW,有效燃料消耗率降低4 g/(kW·h)。当空气和燃气进气量增加11.6%,EGR率大于19%,点火时刻早于-10.5°时,可将原机标定功率提升36 kW并且将排温控制在760℃以内。

关键词：天然气发动机废气再循环点火时刻当量比燃烧数值模拟

双火花塞对改善大EGR率CNG发动机性能的仿真研究

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汽车技术 2016年第7期 30-35,56页

作者：李垂孝朱昌吉李君吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130025

以CNG发动机为研究对象，利用AVL-FIRE软件模拟单、双火花塞不同点火策略对发动机燃烧过程及性能的影响。结果表明，在转速为2840r／min、75％负荷、25％EGR率、当量比燃烧的条件下，单火花塞点火的最佳点火正时为上止点前65°，双火花... 详细信息

以CNG发动机为研究对象，利用AVL-FIRE软件模拟单、双火花塞不同点火策略对发动机燃烧过程及性能的影响。结果表明，在转速为2840r／min、75％负荷、25％EGR率、当量比燃烧的条件下，单火花塞点火的最佳点火正时为上止点前65°，双火花塞最佳点火正时同步点火为上止点前55°，双火花塞最佳点火正时异步点火分别为上止点前55°～60°；在最佳点火性能下，双火花塞点火的燃烧持续期比单火花塞缩短20°，指示功率高2kW，指示燃油消耗率提高8％。

关键词： CNG发动机双火花塞 EGR率当量比燃烧

一种实现组合燃烧模式闭环控制的宽域氧传感器控制器

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车用发动机 2012年第3期 17-20页

作者：刘俊刚李静波邹博文陈本林田青云中国汽车工程研究院股份有限公司国家燃气汽车工程技术研究中心重庆400039

为了降低重型增压燃气发动机燃料消耗和热负荷,并使之运行在稀薄燃烧区,设计了一种宽域氧(UEGO)传感器控制器和基于此控制器快速实现稀薄燃烧控制的方法。该控制器通过采集UEGO、发动机转速和进气压力等信号,精确计算得到当前工况下的... 详细信息

为了降低重型增压燃气发动机燃料消耗和热负荷,并使之运行在稀薄燃烧区,设计了一种宽域氧(UEGO)传感器控制器和基于此控制器快速实现稀薄燃烧控制的方法。该控制器通过采集UEGO、发动机转速和进气压力等信号,精确计算得到当前工况下的空燃比值,并与可标定的目标空燃比值进行比较,判断当前混合气的浓稀状态,向基于理论空燃比控制的燃气发动机ECU实时输出模拟的开关型氧传感器信号。试验表明:控制器结合基于理论空燃比控制的ECU能实现燃气发动机理论空燃比燃烧和稀薄燃烧组合模式的闭环控制。

关键词：宽域氧传感器当量比燃烧稀薄燃烧闭环控制控制器