聚甲氧基二甲醚和汽油双燃料火花辅助压燃燃烧及排放试验研究 被引量：1

1

作者 闫鑫 朱天奎 +2 位作者 仇钰啸 管斌 黄震 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期11-20,共10页

试验平台基于汽油缸内直喷(gasoline direct injection,GDI)发动机改造,缸内直喷聚甲氧基二甲醚(polyoxymethylene dimethyl ether,PODE),进气道喷射汽油,并将压缩比从10提升至15以利于压燃,以点火和直喷策略作为控制参数,获取双燃料火... 试验平台基于汽油缸内直喷(gasoline direct injection,GDI)发动机改造,缸内直喷聚甲氧基二甲醚(polyoxymethylene dimethyl ether,PODE),进气道喷射汽油,并将压缩比从10提升至15以利于压燃,以点火和直喷策略作为控制参数,获取双燃料火花辅助压燃(dualfuel spark-assisted compression ignition,DF-SACI)发动机的运行特征。试验结果表明:DFSACI呈现多阶段放热,直喷正时提前可提高混合气均匀性,减小不同燃烧阶段的界限,放热率明显提高;直喷比例可以更为有效地调节CA50和等容燃烧的比例,对热效率影响明显;同时放热率受点火正时提前的影响最小。试验中有效热效率最高可达37.5%。排放方面,DFSACI模式在合适的点火和喷射策略下,可在一定程度上降低HC和CO的排放,HC体积分数可降低至3000×10^(-6)以下,CO体积分数可降低至1500×10^(-6)以下,同时将NOx排放控制在较低水平。通过对燃烧策略的合理调整,PODE/汽油双燃料发动机借助火花辅助压燃可实现高效清洁燃烧。 展开更多

关键词 双燃料 火花辅助压燃 高压缩比 直喷策略 点火策略

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重型发动机低负荷火花辅助汽油压燃试验 被引量：3

2

作者 李扬 郑尊清 +3 位作者 陈鹏 王梦凯 王浒 尧命发 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期289-296,共8页

通过一台由多缸柴油机改造的单缸重型发动机,研究了喷油时刻(SOI)、喷油压力和点火时刻(ST)对火花辅助汽油压燃(SAGCI)低负荷燃烧的影响.结果表明:喷油时刻与点火时刻合理配合对保证燃烧稳定性非常关键,在低负荷工况条件下,喷油时刻需在... 通过一台由多缸柴油机改造的单缸重型发动机,研究了喷油时刻(SOI)、喷油压力和点火时刻(ST)对火花辅助汽油压燃(SAGCI)低负荷燃烧的影响.结果表明:喷油时刻与点火时刻合理配合对保证燃烧稳定性非常关键,在低负荷工况条件下,喷油时刻需在-34°~-20°CAATDC的范围内才能保证混合气被点燃,而点火时刻与喷油时刻控制为2°~18°CA的间隔才能保持良好的燃烧稳定性;提高喷油压力可以拓宽稳定燃烧的喷油和点火时刻范围,同时可以加速火焰传播过程,提高该边界下的指示热效率(ITE).在循环油量为33 mg下采用80 MPa喷油压力,此时CoV;=1.3%、压力升高率为0.2 MPa/(°)CA,火花辅助压燃燃烧效率达到96.7%,指示热效率为33.89%. 展开更多

关键词 重型发动机 火花辅助汽油压燃 低负荷 喷油策略 点火策略 燃烧稳定性

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进气压力和进气温度对低负荷火花辅助汽油压燃的影响 被引量：1

3

作者 郑尊清 王梦凯 +2 位作者 陈鹏 张凡 尧命发 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期12-21,共10页

在一台由6缸重型柴油机改造而成的单缸试验机上,研究了进气压力及进气温度对低负荷火花辅助汽油压燃的影响。研究结果表明,各进气压力下喷油与点火正时都需保持合理间隔才能实现稳定燃烧,提高进气压力后稳定燃烧的喷油正时范围变窄而点... 在一台由6缸重型柴油机改造而成的单缸试验机上,研究了进气压力及进气温度对低负荷火花辅助汽油压燃的影响。研究结果表明,各进气压力下喷油与点火正时都需保持合理间隔才能实现稳定燃烧,提高进气压力后稳定燃烧的喷油正时范围变窄而点火正时范围略有扩大;随进气压力提高,火焰传播放热速率降低,自燃放热比例增加,最大压升率减小;提高进气压力后指示热效率提高,在35 mg循环油量下,最大指示热效率从自然吸气下的41.8%提高至140 kPa进气压力的44.4%。适当提高进气温度可以提高缸内热氛围和燃烧稳定性,在保持最大指示热效率基本不变的同时拓宽稳定燃烧的喷油正时区域,但高的进气温度加快了火焰传播速度,在点火正时较早时会导致压升率过高。 展开更多

关键词 火花辅助汽油压燃 低负荷 进气压力 进气温度 燃烧稳定性

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火花助燃CAI混合燃烧控制

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作者 张岩 谢辉 赵华 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期350-355,共6页

针对汽油机CAI燃烧面临的主要难点——着火时刻控制、运行工况范围狭窄及燃烧模式转换问题,在CAI发动机运行负荷上边界采用火花助燃的方法,可灵活控制CAI发动机在负荷上限运行时的燃烧相位,抑制大负荷时CAI燃烧所遇到的爆震和小负荷时... 针对汽油机CAI燃烧面临的主要难点——着火时刻控制、运行工况范围狭窄及燃烧模式转换问题,在CAI发动机运行负荷上边界采用火花助燃的方法,可灵活控制CAI发动机在负荷上限运行时的燃烧相位,抑制大负荷时CAI燃烧所遇到的爆震和小负荷时的燃烧不稳,可以拓展CAI运行的工况范围.点火时刻、缸内残余废气率和有效压缩比都对火花助燃CAI燃烧过程有重要的影响.通过对缸内残余废气快速管理,可以有效控制SI和CAI燃烧所占的比例. 展开更多

关键词 可控自燃汽油机 火花助燃 混合燃烧控制

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多脉冲点火对火花助燃均质充量压缩着火燃烧的影响 被引量：3

5

作者 张晓 汪洋 +2 位作者 史家涛 谢辉 赵华 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1146-1150,共5页

开发了一套基于电容放电的多脉冲点火系统,可实时调整点火间隔和点火次数;并在一台内部废气再循环(EGR)的汽油机上研究了多脉冲点火参数对火花助燃均质充量压缩着火(HCCI)燃烧过程的影响.研究结果表明:采用火花助燃方式,可以在可控自燃(... 开发了一套基于电容放电的多脉冲点火系统,可实时调整点火间隔和点火次数;并在一台内部废气再循环(EGR)的汽油机上研究了多脉冲点火参数对火花助燃均质充量压缩着火(HCCI)燃烧过程的影响.研究结果表明:采用火花助燃方式,可以在可控自燃(CAI)不能稳定工作的边界工况区域实现稳定的稀薄燃烧;增加脉冲个数,可以缩短燃烧持续期,并提高平均指示压力,增幅达8%左右;增加脉冲间隔,也可以提高平均指示压力. 展开更多

关键词 汽油机 火花助燃 均质充量压缩着火(HCCl) 电容放电 多脉冲点火

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火花辅助对多缸汽油机HCCI燃烧及排放的影响 被引量：2

6

作者 郑华航 张旭洲 +5 位作者 李忠照 沈义涛 章健勇 方俊华 吕兴才 黄震 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期695-700,共6页

采用优化动力技术手段,利用发动机冷却水和排气余热加热进气,在多缸汽油机上实现了均质混合气压缩(HCCI)燃烧,研究了火花辅助点火对HCCI燃烧及其排放特性的影响.结果表明:当进气温度未达到HCCI稳定燃烧条件时,火花辅助有助于HCCI燃烧,... 采用优化动力技术手段,利用发动机冷却水和排气余热加热进气,在多缸汽油机上实现了均质混合气压缩(HCCI)燃烧,研究了火花辅助点火对HCCI燃烧及其排放特性的影响.结果表明:当进气温度未达到HCCI稳定燃烧条件时,火花辅助有助于HCCI燃烧,并可增大平均指示压力、最大气缸爆发压力以及最大压力升高率,降低循环波动率,提高燃烧稳定性;火花辅助使得HCCI燃烧出现了2个放热阶段,当点火提前角增加时,主燃烧阶段的放热率峰值增大,燃烧起始点提前;在发动机转速为1200～1600r/min的小负荷范围内,火花辅助可以适当降低NO_x和HC的排放量. 展开更多

关键词 火花辅助 多缸汽油机 均质混合气压缩燃烧 排放特性

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二次喷射对火花辅助压燃燃烧及爆震特性影响的试验研究 被引量：5

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作者 陈锐 董凯 +5 位作者 宫雨 梁俊洁 李岩 卫海桥 周磊 华剑雄 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期157-165,共9页

火花辅助压燃(SACI)是一种由火焰传播诱导未燃混合气自燃的新型燃烧方式.但SACI爆震现象限制了热效率的进一步提升.针对这一问题,基于一台高压缩比缸内直喷汽油机,首先对SACI燃烧及爆震界定进行了分析;然后开展了二次喷射策略对SACI燃... 火花辅助压燃(SACI)是一种由火焰传播诱导未燃混合气自燃的新型燃烧方式.但SACI爆震现象限制了热效率的进一步提升.针对这一问题,基于一台高压缩比缸内直喷汽油机,首先对SACI燃烧及爆震界定进行了分析;然后开展了二次喷射策略对SACI燃烧及爆震特性影响的试验研究.结果表明:火花点火是SACI燃烧的一个重要环节,点火过于提前会导致SACI爆震的产生.SACI爆震的压力振荡幅值(MAPO)要高于SI爆震且分布更加离散.二次喷射在燃烧室内可以形成不同的燃油浓度分层,对SACI有良好的爆震抑制效果.当采用喷射比例4∶1、一次喷射时刻300°,CABTDC、二次喷射时刻140°,CABTDC时,通过对爆震的抑制获得最优燃烧特性,循环变动系数降低了1.18%,,有效燃油消耗率降低了约3.11%,有效热效率提高了1.05%. 展开更多

关键词 火花辅助压燃 二次喷射 爆震 压力振荡

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乙醇汽油点燃压燃模式颗粒物排放特性试验 被引量：1

8

作者 刘尚 范钦灏 +3 位作者 王巍 张昊 肖建华 王志 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期33-41,共9页

为了获得点燃压燃(SICI)模式下乙醇汽油颗粒物排放的规律,通过一台直列4缸汽油缸内直喷(GDI)发动机,研究了空气稀释和废气稀释条件下SICI模式颗粒物数量(PN)的排放特性,探究了乙醇体积分数对PN排放的影响.结果表明:控制点火时刻可以直... 为了获得点燃压燃(SICI)模式下乙醇汽油颗粒物排放的规律,通过一台直列4缸汽油缸内直喷(GDI)发动机,研究了空气稀释和废气稀释条件下SICI模式颗粒物数量(PN)的排放特性,探究了乙醇体积分数对PN排放的影响.结果表明:控制点火时刻可以直接调节爆震强度及燃烧相位;在过量空气系数为1.0和1.2工况下,使用体积分数少的乙醇汽油会导致核态PN排放的大幅增加;强爆震会导致核态与凝聚态PN排放急剧恶化,但其粒径分布向凝聚态偏移;中等负荷下废气稀释对燃烧的抑制作用占主导,爆震强度和PN排放降低,小负荷下废气稀释对瞬时放热率和缸内压力影响相对较小,但核态PN排放大幅增加;从降低PN排放的角度,乙醇汽油更加适合一定程度稀燃、中等比例废气再循环(EGR)策略调控下的SICI燃烧. 展开更多

关键词 乙醇汽油 点燃压燃 颗粒物数量 稀燃 废气再循环

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聚甲氧基二甲醚/汽油双燃料火花辅助压燃燃烧和排放特性研究 被引量：1

9

作者 赵廷钰 夏淳 +1 位作者 方俊华 黄震 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期37-47,54,共12页

对一台4缸缸内直喷汽油机的进气歧管和活塞进行改造,搭建了聚甲氧基二甲醚(polyoxymethylene dimethyl ethers,PODE)/汽油双燃料火花辅助压燃(spark assisted compression ignition,SACI)发动机试验平台,以PODE和汽油分别作为直喷和进... 对一台4缸缸内直喷汽油机的进气歧管和活塞进行改造,搭建了聚甲氧基二甲醚(polyoxymethylene dimethyl ethers,PODE)/汽油双燃料火花辅助压燃(spark assisted compression ignition,SACI)发动机试验平台,以PODE和汽油分别作为直喷和进气道燃料,系统地研究了直喷策略、进气温度和点火正时对双燃料发动机燃烧和排放特性的影响规律。结果表明:在转速为1600 r/min、负荷为0.4 MPa时,不同直喷正时的试验工况下,双燃料SACI燃烧存在3种不同的燃烧模式。随着直喷正时的提前发动机燃烧趋向于均质压燃,但过于靠前的直喷正时会使得发动机起燃变得困难,不完全燃烧比例增加。在稳定燃烧的前提下发动机在接近均质压燃的燃烧模式下可以获得更高的热效率,同时实现极低的NO_(x)和颗粒物排放。提高进气温度能够显著降低不完全燃烧比例并促进燃料起燃,使得发动机能在更早的直喷正时稳定运行,同时抑制了总碳氢(total hydrogen carbon,THC)和CO排放,但对低温燃烧模式下的NO_(x)排放影响较小。进气温度80℃下的最佳热效率相比40℃下提高了11.3%,对应的直喷正时提前了30°。提前点火能够促进燃烧的完全进行从而提高热效率,并有效降低THC和CO排放。在较短的喷油—点火间隔下,点火正时的变化能够改变燃烧进程从而实现对燃烧相位的控制。随着直喷正时的提前,点火正时对燃烧的影响减弱。基于合适的进气温度和点火正时,发动机使用汽油/PODE双燃料可以在接近均质压燃的燃烧模式下实现高效清洁的燃烧。 展开更多

关键词 火花辅助压燃 双燃料发动机 聚甲氧基二甲醚 汽油 燃烧 排放

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火花辅助压燃准维燃烧模型的建立及应用

10

作者 王耀东 苏岩 +2 位作者 郎茂春 李小平 解方喜 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期2130-2138,共9页

本文采用湍流火焰传播速度模型描述火花点燃(SI)燃烧,针对单个自燃点仍采用湍流火焰传播速度模型,将所有自燃点的当量湍流火焰速度集合作为总当量湍流火焰速度用来描述压燃燃烧,进而建立了火花辅助压燃(SACI)准维燃烧模型。基于该模型... 本文采用湍流火焰传播速度模型描述火花点燃(SI)燃烧,针对单个自燃点仍采用湍流火焰传播速度模型,将所有自燃点的当量湍流火焰速度集合作为总当量湍流火焰速度用来描述压燃燃烧,进而建立了火花辅助压燃(SACI)准维燃烧模型。基于该模型研究了空气、外部废气再循环(EGR)稀释对SACI的影响,仿真和实验匹配良好。计算表明:SACI的火焰传播速度高于SI,随点火提前而增大,外部EGR稀释的火焰传播速度低于空气稀释;点火推迟或者增加外部EGR都会导致火焰前锋面面积峰值升高,衰减速度减慢,燃烧等容度减弱;稀释率相当时,空气稀释的热效率更高,但外部EGR稀释的尾气后处理更容易。 展开更多

关键词 火花辅助压燃 湍流火焰传播速度模型 火花辅助压燃准维燃烧模型 总当量湍流火焰速度 外部废气再循环

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内部废气再循环对低负荷火花辅助汽油压燃影响试验研究

11

作者 张凡 郑尊清 +3 位作者 陈鹏 王梦凯 王浒 尧命发 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期41-49,共9页

在一台装有电液可变气门的单缸发动机上研究了内部废气再循环(internal exhaust gas recirculation,iEGR)对火花辅助汽油压燃(spark-assisted gasoline compression ignition,SAGCI)的影响,并对SAGCI+iEGR、SAGCI(无iEGR)、汽油压燃(gas... 在一台装有电液可变气门的单缸发动机上研究了内部废气再循环(internal exhaust gas recirculation,iEGR)对火花辅助汽油压燃(spark-assisted gasoline compression ignition,SAGCI)的影响,并对SAGCI+iEGR、SAGCI(无iEGR)、汽油压燃(gasoline compression ignition,GCI)结合iEGR(GCI+iEGR)3种策略进行了对比。结果表明,随着iEGR率的升高,SAGCI策略自燃燃烧速度加快,稳定燃烧的喷油和点火区域变宽,CO和碳氢化合物总量(total hydrocarbon,THC)排放得到有效改善,但传热损失增加,热效率降低。比较SAGCI+iEGR、SAGCI、GCI+iEGR策略发现,三者均能将低负荷稳定燃烧的界限拓展至循环喷油量15 mg(0.15 MPa平均指示压力),其中SAGCI+iEGR策略能降低进气条件的限制,同时避免高iEGR率的后燃现象,在循环喷油量15 mg的负荷下有最高38.5%的指示热效率,并且排放效果能有效改善。为达到最高热效率,在SAGCI+iEGR策略需要设置iEGR率为29%。 展开更多

关键词 火花辅助汽油压燃 内部废气再循环 低负荷 热效率 排放

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用于交通运输的石油基燃料（英文） 被引量：3

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作者 Gautam KALGHATGI 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2015年第1期1-16,共16页

该文综述了影响世界未来交通燃料的问题。目前,交通能源主要来自石油基液体燃料,这一势头仍将持续。交通能源需求的未来增长,主要是在发展中国家,主要是柴油和航空燃油的增长,而不是汽油。未来几十年内石油供应充足,能够满足这种增长的... 该文综述了影响世界未来交通燃料的问题。目前,交通能源主要来自石油基液体燃料,这一势头仍将持续。交通能源需求的未来增长,主要是在发展中国家,主要是柴油和航空燃油的增长,而不是汽油。未来几十年内石油供应充足,能够满足这种增长的需求。为了满足对效率、排放、成本和客户期望的日益严格的要求,发动机技术发展趋势将影响对未来燃料品质的要求。适合于未来火花点燃发动机的最佳燃料,是具有高的RON(研究法辛烷值)和低的MON(马达法辛烷值)的汽油;而适合压燃发动机的最佳燃料,是低辛烷值燃料或低十六烷值燃料。为满足这些变化,需要炼油企业巨额投资,并增加低辛烷值燃料组分。因此,十分重要的是,由汽车和石油公司及利益相关方来共同开发可以使用低辛烷值燃料的高效发动机及其燃料系统。 展开更多

关键词 运输能源 汽油 柴油 火花点火(SI) 发动机:汽油压缩着火 (GCI) 发动机 辛烷值

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汽油机均质压燃实际应用的最新进展(英文)

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作者 森吉泰生 窪山达也 《汽车安全与节能学报》 CAS 2012年第2期105-115,共11页

内燃机被广泛用于乘用车、卡车和公交车,其中燃用汽油的火花点火发动机主要用于乘用车。随着世界上乘用车的迅猛增长,亟待以最小的代价来改进汽油机的热效率。均质压燃(HCCI)燃烧技术一直被看作是有前途的新技术。为了解决这一挑战性课... 内燃机被广泛用于乘用车、卡车和公交车,其中燃用汽油的火花点火发动机主要用于乘用车。随着世界上乘用车的迅猛增长,亟待以最小的代价来改进汽油机的热效率。均质压燃(HCCI)燃烧技术一直被看作是有前途的新技术。为了解决这一挑战性课题,尽管许多研究人员一直在努力,但是其实际应用可行性至今还不清楚。本综述涵盖了至今检验过的技术方法,包括作者本人在"下吹式增压"(blow-down super-charged,BDSC)的HCCI方面的思想,以便帮助那些在这项技术方面愿意寻求新方法或者启动新研究的人员,为全球范围的节能而加快HCCI技术的实际应用。 展开更多

关键词 乘用车 节能 汽油机 均质压燃(HCCI) 火花点火 废气再循环 下吹式增压(BDSC)

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