缸内直喷汽油机

摘要： 选取三辆满足国六排放标准的缸内直喷汽油车进行常温冷启动WLTC循环排放试验,研究不同车辆排放的粒径在23nm以上的固态颗粒物、6nm以上包含挥发性/半挥发性组分的颗粒物数量排放特性,并进行了比较研究.结果发现,在缸内直喷汽油车排放的6~30nm范围内包含挥发性/半挥发性物质的细颗粒物主要产生在WLTC循环减速段､高速段和超高速段;30~2500nm范围的挥发性/半挥发性的颗粒物主要在超高速段生成;其它工况下,23nm以上固态颗粒物在颗粒物数量排放中占主体.试验研究还发现GPF对6~30nm大小的细颗粒物捕集效果不佳,并且GPF再生时会产生高浓度6~30nm大小的细颗粒物排放.颗粒物碳质成分分析表明挥发性/半挥发性细颗粒物对法规测量的23~2500nm颗粒物的数量排放影响甚微,但对颗粒物质量排放影响明显.

摘要： 在一台缸内直喷汽油机上采用喷油器温度测试装置,进行了不同参数对喷油器温度影响的研究以及喷油器温度对积碳形成影响的研究.结果表明:随负荷增加,密封环上游和密封环处的温度明显降低;密封环下游温度先增大后略有下降;头部温度增加至132~147°C,但远小于汽油90%蒸馏温度(190°C).燃油对喷油器有极高的冷却作用;燃烧相位推迟,喷油器温度小幅降低;喷油器温度与水温呈线性关系.在小负荷下喷油器头部容易形成积碳,提高头部温度有助于减少积碳的形成.

摘要： 以一台缸内直喷(GDI)汽油机为研究对象,进行发动机台架试验与一维仿真工作,为三维仿真模拟的冷启动工况提供可靠的边界与初始条件,并进行了相关验证。设计了进气门早关(EIVC)米勒循环气门升程型线,构建了米勒循环发动机模型,探究了米勒循环对缸内低温环境下的附壁油膜发展、喷雾场形成质量的影响。结果表明:米勒循环发动机在进气冲程后期缸内附壁油膜的质量均高于原机;在整个进气与压缩过程中,大部分的油膜以及厚油膜区域均集中在活塞凹坑。EIVC75米勒循环活塞顶部油膜铺展面积显著增大,凹坑周围油膜厚度明显降低;在压缩冲程中后期,由于缸内湍动能耗散较慢,促进了其附壁燃油蒸发;在点火时刻,EIVC60与EIVC75米勒循环较原机附壁燃油质量分别下降了28%、48%,可以有效避免“池火”现象,与此同时,原机的浓度场分布与EIVC60、EIVC75米勒循环相比具有较大差异,原机火花塞附近的当量比在0.8左右,而米勒循环发动机火花塞附近则形成了当量比为1.1~1.2的适宜点火的可燃混合气。

摘要： 汽油机颗粒捕集器(GPF)是1种重要的排放后处理系统,能使汽油缸内直喷(GDI)发动机达到现行的排放标准。现行标准规定的非挥发性颗粒物直径大于23.0nm。然而,随着排放法规的逐渐严格,GPF过滤效率需要进一步提高,并且可能会对直径低至10.0nm的非挥发性颗粒物排放进行限制。GPF过滤效率取决于在发动机运行期间聚集在GPF上的炭烟量。在车辆运行期间,当排气温度足够高且含有足够的氧气时,GPF通常是“被动”再生的。研究了发动机废气颗粒数排放(PN)和GPF再生频率对GPF过滤效率的影响。采用2种GPF技术,分别在2台发动机台架上进行了测试,并匹配2台量产车在转毂台架上进行了测试。试验发动机颗粒物排放数量分布的带宽很广,几乎达到1个数量级,更具实际排放代表性。GPF的过滤效率通过符合规定的颗粒数系统(非挥发性颗粒直径大于23.0nm、下限为2.5nm)的粒子计数器,以及差分迁移率光谱仪进行测量计算获得。结果显示,GPF有规律地达到可再生的条件,并且GPF的平均驾驶循环过滤效率高度依赖于发动机颗粒物排放量;当发动机颗粒物排放量增加约1个数量级时,GPF的过滤效率显著提高。研究表明,根据发动机颗粒物排放量选择合适的GPF技术非常重要。

摘要： 汽油机颗粒捕集器(GPF)是1种重要的排放后处理系统,能使汽油缸内直喷(GDI)发动机达到现行的排放标准.现行标准规定的非挥发性颗粒物直径大于23.0 nm.然而,随着排放法规的逐渐严格,GPF过滤效率需要进一步提高,并且可能会对直径低至10.0 nm的非挥发性颗粒物排放进行限制.GPF过滤效率取决于在发动机运行期间聚集在GPF上的炭烟量.在车辆运行期间,当排气温度足够高且含有足够的氧气时,GPF通常是"被动"再生的.研究了发动机废气颗粒数排放(PN)和GPF再生频率对GPF过滤效率的影响.采用2种GPF技术,分别在2台发动机台架上进行了测试,并匹配2台量产车在转毂台架上进行了测试.试验发动机颗粒物排放数量分布的带宽很广,几乎达到1个数量级,更具实际排放代表性.GPF的过滤效率通过符合规定的颗粒数系统(非挥发性颗粒直径大于23.0 nm、下限为2.5 nm)的粒子计数器,以及差分迁移率光谱仪进行测量计算获得.结果显示,GPF有规律地达到可再生的条件,并且GPF的平均驾驶循环过滤效率高度依赖于发动机颗粒物排放量;当发动机颗粒物排放量增加约1个数量级时,GPF的过滤效率显著提高.研究表明,根据发动机颗粒物排放量选择合适的GPF技术非常重要.

摘要： 在当前发动机轻量化和高喷射压力的趋势下,采用多孔喷油器的缸内直喷汽油机容易发生喷雾坍塌和燃油碰壁,并在活塞表面形成附壁油膜.为了研究燃油温度对碰壁特性的影响,采用折射率匹配法,系统考察不同燃 油温度下的喷雾碰壁的宏观形态,分析油膜厚度分布和蒸发过程.研究表明:低燃油温度未发生闪沸条件下,各雾束对应的油膜独立、厚度较大且蒸发速度慢;随着燃油温度升高当达到闪沸条件时,开始发生喷雾坍塌现象,最大油膜厚度减小且燃油分布均匀,蒸发速度加快;随着温度继续升高,在高燃油温度下燃油剧烈坍塌,壁面形成一片圆形的高厚度油膜,蒸发速度变慢.

摘要： 本文中研究了不同的发动机台架热平衡试验方案和试验条件对集成排气歧管缸内直喷(GDI)汽油机热平衡性能试验结果的影响.结果 表明:与传统发动机台架热平衡试验方法相比,基于实车散热器、冷却和进排气管路以及附件的台架热平衡试验方案,可降低管路变化造成的系统流动阻力增大、管路传热损失增加、冷却液流量不可控、发动机进出口冷却液温差过小等对热平衡试验不利的因素影响,试验结果更接近实车状态;中冷后进气温度、冷却液温度和开关冷却风机等对热平衡测试结果均有显著的影响;集成排气歧管式发动机的排气歧管内置在缸盖内导致发动机冷却水套的散热量明显增大,冷却系统也必须提供更大的冷却能力才能满足发动机的热平衡需要.

摘要： 随着国内外排放法规的加严,缸内直喷(GDI)汽油机颗粒物排放压力凸显,喷嘴积碳由于能够进一步恶化颗粒物排放问题开始引起广泛关注.清净剂作为一种常见的燃油添加剂,可以有效控制发动机喷嘴积碳,减少颗粒物的排放.本文基于一台自主品牌国产1.5T增压GDI汽油机,利用长时间台架连续耐久试验(55h和90h),测试了清净剂对直喷汽油机喷嘴积碳和颗粒物排放的影响,分别对比了在耐久0h和55h时添加清净剂的效果,研究结果表明清净剂在抑制积碳生成及清除积碳方面效果显著,添加清净剂后缸内直喷汽油机的颗粒物排放有明显降低.

摘要： 基于光学单缸机测试系统、进气道三维流场(3D-PIV)测试装置和定容弹喷雾试验台组成的缸内直喷汽油机燃烧系统可视化开发平台,开发设计出了高性能的进气道,在综合考虑燃烧结构和活塞顶面形状设计布置的基础上,匹配出了优化的喷雾靶点.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,进气道组织的高滚流,经燃烧室引导后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;紧凑型喷雾靶点的设计有效避免的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2.0TGDI发动机实现了86kW/L、最大扭矩380N·m、排放较低的性能指标.

摘要： 缸内直喷汽油机以其优越的性能成为当今全球乘用车的主流动力源,但相比传统的PFI汽油机,其颗粒物排放显著增多.在全球雾霾天气加剧的环境下,GDI汽油机的颗粒物排放问题亟待解决.本文采用CFD仿真计算,基于喷雾湿壁形成的附壁油膜对颗粒物生成规律的影响,研究喷油压力对油膜特性以及颗粒物排放规律的影响.研究结果显示:提高缸内直喷汽油机的喷油压力,缸头油膜质量升高;气缸侧壁油膜质量先增加后减小;进气门油膜质量先减少后增加.随喷油压力升高,soot质量分数稍有升高,但soot数量浓度大幅下降.这满足排放法规对颗粒物数量日益严苛的限制.不断提高GDI汽油机的喷油压力是未来缸内直喷汽油的发展趋势.

摘要： 滚流比影响缸内直喷汽油机的混合过程,从而影响缸内燃烧,本文利用汽油单缸试验机作为研究工具,试制三种不同滚流单缸机缸盖进行试验,研究滚流比对缸内直喷汽油机燃烧特性影响,实验结果表明:提高滚流比可以降低发动机燃烧滞燃期和燃烧持续期,对滞燃期的影响高于对燃烧持续期的影响;提高滚流比可以增强发动机燃烧稳定性,降低发动机IMEP循环波动系数;滚流比为3.2时大负荷低转速不能改善热效率.

摘要： 滚流比影响缸内直喷汽油机的混合过程,从而影响缸内燃烧.本文利用两种具有不同滚流比的单缸机缸盖,在汽油光学单缸机平台上开展了不同转速和负荷的试验研究,探究滚流比对滞燃期、碳烟排放与燃烧循环稳定性的影响.试验结果表明,提高滚流比能够减小喷雾宽度和喷雾锥角,提高火焰扩散速度.提高滚流强度能显著缩短发动机的滞燃期,推迟喷油正时,能够加强高滚流对滞燃期的缩短程度.对于不同的滚流比,20mm处的曲轴转角之差和滞燃期之差的最大差异在2°CA以内,在测量误差允许范围内,可以认为两者相互对应,因此从点火到火焰向单侧传播20mm的时间与燃烧滞燃期息息相关.喷油正时较早时,低滚流比会引起燃烧循环波动增加、碳烟排放增加;但高滚流比不会引起燃烧循环波动和碳烟排放的严重恶化.因此,提高滚流强度能拓展最佳喷油正时.

摘要： 用CFD三维数值模拟软件模拟了一台缸内直喷汽油机的进气及压缩过程,分析比较了不同最大气门升程及进气正时下缸内流场的变化规律.结果表明,减小最大气门升程,可以使进气行程中缸内气体的速度及湍流动能显著增加,但在压缩末期的滚流比要略小;在低气门升程下,进气门早开或者晚开都会使得进气过程的湍流动能显著增加,在距上止点5mm、10mm、15mm的三个横截面上,早开和晚开进气门会使最大平均湍流动能分别增加28.29％和43.47％、20.7％和40.81％、23.07％和49.58％,但在压缩后期间,进气门早开或者晚开时对缸内的平均湍流动能影响不大;在小气门升程下,进气门的开启时间对压缩末期湍流动能的分布有较大的影响,早开或者晚开进气门会使缸内的湍流动能趋于一致.

摘要： 在一台采用涡轮增压缸内直喷汽油机上对不同的燃料的燃烧和经济性进行了试验研究.根据汽油的主要组分,选取了异辛烷作为基础燃料,分别添加短、中、长链烷烃,醚类,芳香烃进行对比试验.研究结果表明:汽油品质对发动机的燃烧和排放有很重要的影响.中长链烷烃和醚类在提高燃料的整体燃烧速度上具有明显的优势,适当的增加汽油中这些组分的比例有利于优化发动机的燃烧过程.在常用工况区,20％甲苯的最低油耗相比于异辛烷、20％正戊烷和20％MTBE节油率可达3.65％-6.85％.因此对于燃油经济性,添加甲苯的混合燃料较好,甲苯对于提高经济性效果明显.

摘要： 在一台2.0L直列4缸GDI汽油机上,分别燃用汽油、含水乙醇汽油E10W、E20W,保持转速和平均指示压力不变,在不同喷油定时下分析汽油、E10W、E20W的燃烧特性和颗粒物排放特性.结果表明:随着喷油定时的推迟,燃料缸内压力、放热率和缸内平均温度三者峰值均呈现下降趋势,且放热率和缸内平均温度峰值位置推迟.含水乙醇汽油E20W的CO和THC排放与汽油相差不大,E10W的CO和THC排放均比汽油高;E10W和E20W的NOx排放量比汽油高.E10W和E20W排放颗粒物数浓度相对汽油有较大幅度的降低;三种燃料颗粒物总数浓度、核态和积聚态颗粒物均在喷油时刻为300°CA BTDC时达到最小值;随着含水乙醇含量的增加,颗粒物粒径的最大值呈减小趋势,且积聚态颗粒物数浓度也降低.

摘要： 在一台2.0L直列4缸GDI汽油机上,分别燃用汽油、含水乙醇汽油E10W、E20W,保持转速和平均指示压力不变,在不同喷油定时下分析汽油、E10W、E20W的燃烧特性和颗粒物排放特性.结果表明:随着喷油定时的推迟,燃料缸内压力、放热率和缸内平均温度三者峰值均呈现下降趋势,且放热率和缸内平均温度峰值位置推迟.含水乙醇汽油E20W的CO和THC排放与汽油相差不大,E10W的CO和THC排放均比汽油高;E10W和E20W的NOx排放量比汽油高.E10W和E20W排放颗粒物数浓度相对汽油有较大幅度的降低;三种燃料颗粒物总数浓度、核态和积聚态颗粒物均在喷油时刻为300°CA BTDC时达到最小值;随着含水乙醇含量的增加,颗粒物粒径的最大值呈减小趋势,且积聚态颗粒物数浓度也降低.

摘要： 在一台2.0L直列4缸GDI汽油机上,分别燃用汽油、含水乙醇汽油E10W、E20W,保持转速和平均指示压力不变,在不同喷油定时下分析汽油、E10W、E20W的燃烧特性和颗粒物排放特性.结果表明:随着喷油定时的推迟,燃料缸内压力、放热率和缸内平均温度三者峰值均呈现下降趋势,且放热率和缸内平均温度峰值位置推迟.含水乙醇汽油E20W的CO和THC排放与汽油相差不大,E10W的CO和THC排放均比汽油高;E10W和E20W的NOx排放量比汽油高.E10W和E20W排放颗粒物数浓度相对汽油有较大幅度的降低;三种燃料颗粒物总数浓度、核态和积聚态颗粒物均在喷油时刻为300°CA BTDC时达到最小值;随着含水乙醇含量的增加,颗粒物粒径的最大值呈减小趋势,且积聚态颗粒物数浓度也降低.

摘要： 本实用新型属于油管技术领域，具体涉及一种汽油机缸内直喷高压油管，其技术要点高压油管主管体，所述高压油管主管体的左右两端均固定安装有定位管，两个所述定位管相背的一端均连通有连通管，两个所述连通管相背的一端均滑动连接有连接管，两个所述连接管相背的一端均固定安装有第一橡胶密封圈，两个所述定位管的表面均螺纹连接有螺纹密封组件，两个所述螺纹密封组件相对的一侧均延伸至高压油管主管体的表面。该实用新型，通过第一橡胶密封圈完成辅助密封，保证了整体密封性的同时，在高压油管主管体这个主体做改动，使整体零件能够具有更好的密封效果与更坚韧的管体性能。

摘要： 本发明公开了一种缸内直喷汽油机瞬态燃油控制方法、装置及车辆，所述方法包括：当达到瞬态燃油激活条件时，获取瞬态油膜参数信息和实际空燃比；根据实际空燃比，获取气缸内实际需求燃油量；在初始采样周期内，根据瞬态油膜参数信息和气缸内实际需求燃油量，获取油膜计算喷油量初始值；根据瞬态油膜参数信息和油膜计算喷油量初始值，获取瞬态油膜的油膜量；根据油膜量和气缸内实际需求燃油量，获取瞬态油膜补偿系数和油膜计算喷油量；通过所述的瞬态油膜补偿系数调整空燃比，根据调整后的空燃比计算缸内喷油量，并进行喷油控制，本发明可以实现对瞬态空燃比的精准控制，提高瞬态工况的燃烧效率，有效的改善瞬态工况的排放。

摘要： 本发明公开了一种缸内直喷汽油机瞬态燃油补偿量的确定方法，判断发动机启动完成后，首先根据发动机运行参数确定瞬态燃油基准补偿量，对瞬态燃油基准补偿量进行低通滤波处理得到燃油补偿量滤波初始值，对燃油补偿量滤波初始值进行限值得到燃油补偿量滤波值，根据瞬态燃油基准补偿量、燃油补偿量滤波值以及燃油补偿增益系数进行高通滤波处理得到瞬态燃油补偿系数初始值，对瞬态燃油补偿系数初始值进行限值得到瞬态燃油补偿系数，根据补偿前喷油量和瞬态燃油补偿系数得到瞬态燃油补偿量。本发明可以快速的实现对瞬态喷油量和空燃比的精确控制，提高瞬态工况的燃烧效率，有效的改善瞬态工况的燃油经济性和排放水平。

摘要： 本发明提供了一种用于缸内直喷汽油机喷嘴快速积碳的装置和方法，包括控制总成、控制阀组、储剂罐、油桶、发动机、电子控制单元；储剂罐通过控制阀组向油桶内添加累碳加速剂，油桶的出油口向发动机内供油，控制总成用于控制控制阀组，电子控制单元用于得到发动机的燃油脉宽修正系数，电子控制单元系数发送至控制总成。本发明专利所述的一种用于缸内直喷汽油机喷嘴快速积碳的装置，采用叔丁基二硫醚、叔丁基过氧化氢作为累碳加速剂与基准燃油定量配比使用，在短时间内实现发动机喷嘴的快速累碳，与发动机燃用基准燃油的正常运转条件相比缩短了累碳时长；设计了包含市区、市郊及高速工况的喷嘴快速积碳循环工况，真实反映旧发动机上的喷嘴积碳情况。

摘要： 本发明公开了一种缸内直喷汽油机及缸内直喷汽油机掺烧方法。缸内直喷汽油机，包括：氢气喷入系统和设置有汽油喷嘴的汽缸，氢气喷入系统包括供氢单元、控制单元和至少一个氢气高压喷嘴，氢气高压喷嘴与供氢单元连接，控制单元与氢气高压喷嘴电联；氢气高压喷嘴设置在汽缸上远离汽油喷嘴的一侧。本发明提供的缸内直喷汽油机结构简单紧凑，缸内直喷汽油机掺烧方法科学合理，克服了现有技术的诸多缺点，实现了燃料燃烧充分，燃油利用率高，有效减少碳氢排放；同时提高缸内平均指示有效压力，增大发动机动力输出。实现发动机经济性、排放性和动力性俱佳的优点。

摘要： 本发明涉及一种缸内直喷汽油机喷油落点开发方法，包括：从喷油器单体所在的局部坐标系中读取每个喷孔的喷油落点的局部坐标值，求解在发动机全局坐标系下的每个喷孔的出油点位置和对应的喷油落点坐标；建立每个喷孔对应的局部坐标系；建立缸内喷雾CFD模型；在高性能计算机上开展缸内喷雾CFD仿真计算，获得缸内混合气均匀性指数、缸套湿壁率和活塞湿壁率；搭建自动优化工作流；将每个喷孔的喷油落点的局部坐标值设置为优化参数，将缸内混合气均匀性指数、缸套湿壁率和活塞湿壁率设置为优化响应值，开展喷油落点自动优化过程，获得缸内混合气均匀性指数最大，且缸套湿壁率和活塞湿壁率最小的最优喷油落点方案，最终完成喷油落点开发。

摘要： 本发明涉及一种缸内直喷汽油机燃烧室，主要包含燃烧室顶面、燃烧室曲顶面、燃烧室内壁面和燃烧室底面，所述燃烧室内壁面及底面设有五个螺旋导流面，所述导流面以燃烧室底面的一凸起成中心对称，所述凸起正上方设有喷油器，所述喷油器的前后方分别设有一支火花塞。发动机运行过程中，燃油经喷油器喷入燃烧室，通过燃烧室凸起结构，将燃油引导致燃烧室底部的导流面，燃油和空气在燃烧室内混合，并经螺旋导流面向上翻滚至火花塞处，火花塞跳火引燃混合气，两个花塞同时点火提高了燃烧速度及点火可靠性，加快火焰传播速度，并降低排放。

摘要： 本发明公开了一种缸内直喷汽油机瞬态燃油补偿量的确定方法，判断发动机启动完成后，首先根据发动机运行参数确定瞬态燃油基准补偿量，对瞬态燃油基准补偿量进行低通滤波处理得到燃油补偿量滤波初始值，对燃油补偿量滤波初始值进行限值得到燃油补偿量滤波值，根据瞬态燃油基准补偿量、燃油补偿量滤波值以及燃油补偿增益系数进行高通滤波处理得到瞬态燃油补偿系数初始值，对瞬态燃油补偿系数初始值进行限值得到瞬态燃油补偿系数，根据补偿前喷油量和瞬态燃油补偿系数得到瞬态燃油补偿量。本发明可以快速的实现对瞬态喷油量和空燃比的精确控制，提高瞬态工况的燃烧效率，有效的改善瞬态工况的燃油经济性和排放水平。

摘要： 本发明提供了一种用于缸内直喷汽油机喷嘴快速积碳的装置和方法，包括控制总成、控制阀组、储剂罐、油桶、发动机、电子控制单元；储剂罐通过控制阀组向油桶内添加累碳加速剂，油桶的出油口向发动机内供油，控制总成用于控制控制阀组，电子控制单元用于得到发动机的燃油脉宽修正系数，电子控制单元系数发送至控制总成。本发明专利所述的一种用于缸内直喷汽油机喷嘴快速积碳的装置，采用叔丁基二硫醚、叔丁基过氧化氢作为累碳加速剂与基准燃油定量配比使用，在短时间内实现发动机喷嘴的快速累碳，与发动机燃用基准燃油的正常运转条件相比缩短了累碳时长；设计了包含市区、市郊及高速工况的喷嘴快速积碳循环工况，真实反映旧发动机上的喷嘴积碳情况。

摘要： 本实用新型涉及一种缸内直喷汽油机燃烧室，主要包含燃烧室顶面、燃烧室曲顶面、燃烧室内壁面和燃烧室底面，所述燃烧室内壁面及底面设有五个螺旋导流面，所述导流面以燃烧室底面的一凸起成中心对称，所述凸起正上方设有喷油器，所述喷油器的前后方分别设有一支火花塞。发动机运行过程中，燃油经喷油器喷入燃烧室，通过燃烧室凸起结构，将燃油引导致燃烧室底部的导流面，燃油和空气在燃烧室内混合，并经螺旋导流面向上翻滚至火花塞处，火花塞跳火引燃混合气，两个花塞同时点火提高了燃烧速度及点火可靠性，加快火焰传播速度，并降低排放。