摘要：基于一台单缸汽油发动机,设计了主动预燃室系统,试验了预燃室混合气状态对燃烧及排放的影响,通过对比不同点火能量的火花塞点火和预燃室点火,明确预燃室射流点火对燃烧过程影响机理.结果表明:随着预燃室内喷油量的增加,颗粒物数量(PN)排放增加;预燃室内浓混合气能改善燃烧相位、加快燃烧速度,提高点火性能,但预燃室内当量比附近的混合气有更大的节油潜力.当全局过量空气系数φ_(global)小于1.4时,预燃室点火燃油消耗率恶化;当φ_(global)大于1.4时,预燃室改善热效率的能力开始凸显.当预燃室中燃油量占总循环油量的分数为2%时,预燃室点火能将稀燃极限扩展至φ_(global)为2.1,在φ_(global)为1.8时总指示热效率达到48.5%的最大值.

摘要：预燃室射流点火是改善汽油发动机热效率的有效手段,为了研究和改善被动预燃室低温冷起动及低负荷时的燃烧稳定性,设计了不同容积、孔面积、材料、喷孔结构的被动预燃室装置,安装在一台涡轮增压汽油发动机上,进行了低温冷起动试验,以及低速、低负荷燃烧稳定性试验。研究结果表明,被动预燃室容积、孔面积、材料、喷孔结构对低温冷起动性能有显著影响。预燃室容积较小时,预燃室内部淬熄层占预燃室容积的比例大,预燃室内部混合气少。较小的孔径或孔面积减少了预燃室内残余废气的排出。旋转孔使得预燃室内部废气分层,火花塞附近废气比例大。较高的导热率使预燃室冷起动时预燃室散热较快。因此,小容积、小孔径、高导热率材料以及旋转喷孔等均不利于发动机冷起动。优化结构的被动预燃室在-20℃~-8℃的冷起动工况下能实现发动机稳定着火起动。点火角和排气VVT对发动机的燃烧稳定性影响较小。进气VVT对预燃室燃烧稳定性影响较大,进气门开起时刻推迟,着火上止点附近缸内湍动能变强;另一方面实际压缩比变大,主燃烧压入预燃室内部的新鲜混合气比例提高,预燃室点火燃烧稳定性显著改善。

摘要：针对一款缸内直喷汽油机的原始进气道,应用计算流体力学软件Converge建立了三维稳态流动计算模型,在对模型进行试验标定后,对结构优化设计后的新进气道进行了仿真计算。研究结果表明,所建立的三维稳态计算模型能够较为准确的模拟计算进气道的滚流比和流量系数;新优化设计的进气道能够在不明显改变流量系数的前提下,较大幅度提升滚流比。最终获得了提升气道滚流比的优化设计结果。

摘要：为了满足国VI排放法规的要求,针对整车排放循环中的碳氢排放问题,在发动机试验台架上,通过调整ECU控制策略,进行发动机台架试验,试验结果表明,采用推迟点火提前角、提高发动机负荷、提高发动机转速、控制偏稀空燃比及提高发动机水温等方法可以有效地降低碳氢排放,达到了国VI排放法规的要求,对减少汽车的碳氢排放设计有借鉴作用。

摘要：利用定容喷雾特性试验研究平台,研究环境背压和燃油温度对闪沸喷雾二维及三维形态的影响,明确影响闪沸喷雾塌缩的关键因素。结果表明:环境背压及燃油温度是影响喷雾闪沸特性的关键因素,降低背压和提高油温可促进喷雾闪沸的发生;喷雾发生轻度闪沸后,整体形态不会发生明显塌缩,且贯穿距会略有缩短;当环境压力降低至40kPa,燃油温度升高到65℃时,喷雾发生过度闪沸,整体形态严重塌缩,贯穿距会明显延长;喷雾过热状态下会在不同方向上发生闪沸塌缩,且单一油束之间的干涉作用是引起喷雾整体形态发生变化的关键因素;为避免过热闪沸喷雾的过度塌缩,在喷油器设计过程中需避免油束之间间隔过小。

摘要：基于进气道三维流场测试装置、定容弹喷雾试验台和光学单缸机测试系统组成的缸内直喷汽油机燃烧系统可视化开发平台,开发设计了满足设计要求的高性能进气道,并匹配了缸盖燃烧室和活塞,有助于缸内混合气的形成,提高燃烧速率;综合考虑排放与机油稀释量的基础上,优化设计了喷雾靶点。对所设计的燃烧系统进行了光学单缸机试验和热力学多缸机试验验证。结果表明,进气道和燃烧室组织引导的气流在缸内形成高滚流,对喷雾油束有强烈的弯卷作用,极大促进了均质混合气的形成,并减小喷雾碰壁的风险;喷雾靶点的合理设计有效避免喷雾油束与壁面的碰撞,减少了机油稀释率和起燃工况HC排放;所设计的燃烧系统搭载1.5TGDI发动机实现了80kW/L、最大扭矩250N·m、排放较低的性能指标。

摘要：为满足第四阶段油耗法规和CN6b排放限制要求,广汽集团以GCCS高效燃烧控制技术为核心,运用大量先进技术,开发了全新一代采用Miller燃烧循环的增压缸内直喷汽油机(TGDI)。基于多种先进的光学诊断技术搭建了燃烧系统可视化开发平台,结合模拟仿真计算手段对进气道、燃烧室结构及喷雾的优化设计,开发出了紧凑、高效、低排放的miller燃烧循环控制原型。在此基础上结合发动机本体的轻量化设计、系统性的减摩技术和先进的热管理,进一步降低了整机的油耗水平。热力学试验结果表明:该发动机万有特性最低油耗为215g/(kW·h),最高热效率为39.3%,并实现了75kW/L的升功率密度,且具备不带GPF满足CN6b排放的潜力。

摘要：利用定容喷雾试验装置及可视化单缸光学发动机,试验研究了汽油机中置喷油器喷雾及燃烧特性,结合模拟仿真软件分析了燃油湿壁的主要影响因素,明确了缸内湿壁与喷雾特性的关系,针对湿壁问题提出了优化设计方案。研究结果表明,采用多次喷射,可有效减小单次喷射的油束贯穿距离,从而减小湿壁的可能性。根据工况匹配合适的喷油正时,可有效减小油束对活塞顶的冲击。通过优化喷雾锥角和喷雾落点等参数,可降低油束冲击活塞顶和气缸壁的几率,并有效减少气缸壁油膜的累积量。

摘要：针对某2.0 L增压直喷汽油机,设计了2种进气道方案,通过试制进气道芯盒,采用气道三维粒子图像测速(three-dimensional particle image velocimetry,3D-PIV)试验与三维仿真相结合的方式,分析进气道性能及进气道对缸内流动的影响。结果表明:进气道切入角是气道开发的关键参数,合适的切入角可以提高进气道滚流比,燃烧室进气门遮蔽面能大幅提高小升程下的滚流比;内外切入角为0°的进气道性能更优,平均流量系数和平均滚流比分别为0.264、3.2,满足进气道性能开发目标;且与燃烧室、活塞顶匹配更好,可以获得较高的缸内瞬态滚流、湍动能及更合理的湍动能分布。