进气道燃油喷射汽油机稀燃优化技术
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VVT,可变气门技术关键词:双VVT-i/VVT-i/i-VTEC/VVT/CVVT/CVTC/S-VT/MIVECVVT 其实是Variable Valve Timing 的缩写,翻译成中文就是可变气门正时技术。
代表车型:广州本田 新飞度 1.5L/1.3L i-VTEC广州丰田 雅力士1.6L 双VVT-i上海通用 雪佛兰科鲁兹 DVVT北京现代 领翔2.0L/2.4L CVVT东风日产 新轩逸2.0L/1.6L CVTC东南三菱 戈蓝2.4L MIVEC长安铃木 天语SX4 VVT数字签名者:魏君堂 DN :o= Corporation, ou=CA Center, cn=魏君堂, sn=2088102472987547, email=elegantjack@ 日期:2011.04.02 11:15:25 +08'00'它是汽油发动机技术发展的一个里程碑。
其主要设计思想是发动机气门升程和配气相位定时可以根据发动机工况作实时的调节。
而我们常见的CVVT,就是在这个原理上增加了连续性的概念,即Continue。
CVVT的主要设计原理是通过电子控制系统改变凸轮轴打开进气门的时间早晚,从而控制所需的气门重叠角。
这项技术着重于第一个字母C(Continue连续),强调根据发动机的工作状况连续变化,时时控制气门重叠角的大小,从而改变气缸进气量。
当发动机低速小负荷运转时,如怠速状态,这时应延迟进气门打开时间,减小气门重叠角,以稳定燃烧状态。
当发动机低速大负荷运转时,如起步、加速、爬坡时,应使进气门打开时间提前,增大气门重叠角,以获得更大的扭矩。
当发动机高速大负荷运转时,如高速行驶时,也应延迟进气门打开时间,减小气门重叠角,从而提高发动机工作效率。
当发动机处于中等工况时,如中速匀速行驶时,CVVT也会相对延迟进气门打开时间,减小气门重叠角,此时的目的是减少燃油消耗,降低污染排放。
CVVT系统包含通常包括:油压控制阀、进气凸轮齿盘、曲轴为止感应器、凸轮位置感应器、油泵、引擎电子控制单元(ECU)等。
FSI技术及其基本工作原理。
1 FSI技术概念及其优缺点为了解决汽油机(特别是车用汽油机)的燃油消耗率高和排污率大的问题,各国都在寻找高压缩比、稀燃和快速燃烧的方案。
但是高压缩比受到汽油辛烷值和爆震的限制,稀燃受到部分负荷时着火和燃烧稳定性的制约。
大众汽车公司在受到柴油机燃油喷射,副燃烧室首先着火(作为火源),副燃烧室混合气浓度高以及组织气流运动促进燃烧等思路的启发下,开发了FSI这项新技术。
FSI是Fuel Stratified Injection的缩写。
意指燃油分层喷射,是直喷式汽油发动机领域的一项创新的革命性技术[5]。
FSI技术是指改变传统的汽油机在进气管中将燃油与空气混合的燃油供给系统的供油方式,而采用像柴油机一样的,通过喷油器直接将汽油向气缸内喷射的供油方式。
采用燃油直喷技术的发动机,发动机能在火花塞点火之前把汽油直接喷射到燃烧室,同时在ECU的精确控制下,使混合气体分层燃烧(既可保证火花塞稳定点火,又不至于造成过多NOX生成和冒烟现象的发生)。
这种技术可以让靠近火花塞处的混合气相对较浓,远离火花塞的混合气相对较稀,从而更有效的实现“稀薄”点火和分层燃烧。
并且由于不用加热(进气加热使汽油挥发,密度减小)而提高了进气充量,在部分负荷时也没有因为要用节气门进行调节发动机的功率而减小了进气气阻。
采用缸内直喷技术的汽油机的空燃比可以调节到比用化学计算法得出14.7:1 更稀薄的状态,从而能够将内燃机的燃料效率提高20%[6]。
其局限性主要是因为空气过量而使氮氧化合物(NOX)排放增加。
采用直喷技术后,燃油以细微滴状的薄雾方式进入气缸,而不是以蒸汽的方式。
这也就意味着当燃油雾滴吸收热量变为可燃蒸汽时,实际上对发动机的气缸起到了冷却的作用。
这种冷却作用降低了发动机对辛烷值的要求,所以其压缩比可以有所增加。
正如柴油一样,采用较高的压缩比可以提高燃料的效率。
采用FSI技术的另一优点是能够加快油气混合气体的燃烧速度,这使得FSI发动机和传统喷射发动机相比,更有利于废气再循环。
摘要发动机是汽车的心脏,为汽车提供动力,密切关系着汽车的动力性、燃油经济性、平顺性。
可以说,发动机的所有结构都是为能量转换服务的。
发动机伴随着汽车走过了100多年的历史,无论是在设计、制造、工艺还是在性能、控制等方面都有了很大的提高,但其基本原理仍然没有改变。
文章从三个方面对论题展开论述,第一个方面是说明汽车发动机的发展历史,第二部分是国内外汽车发动机的技术比较,第三部分是对汽车发动机的问题与展望。
这是一个富于创造的时代,那些发动机的设计者们,不断地将最前沿的科技融入到发动机的设计制造当中,把发动机变成一个复杂的机电一体化产品,使发动机的性能达到近乎完善的程度。
各世界著名汽车厂商也将发动机的性能作为竞争亮点,更加注重能源消耗、尾气排放等与环境保护相关的方面,从而使人们在悠闲地享受汽车文化的同时,也能保护环境、节约资源。
关键词:发动机、技术比较、改进建议目录1汽车发动机技术现状 (3)1.1新材料的使用 (3)1.2燃烧模式的变革 (3)1.3燃料的多样化 (4)1.4智能控制技术的应用 (4)2国内外汽车发动机技术特点比较 (6)2.1国外发动机技术特点 (6)2.2国内发动机的技术特点 (7)3问题与展望 (8)参考文献 (9)致谢................................................................................................ 错误!未定义书签。
1汽车发动机技术现状进入21世纪,汽车内燃机并未因其他车用动力的竞争(如电力)而成为“夕阳工业”,相反,技术进步使得车用四行程内燃机仍保持主体地位。
1.1新材料的使用高强度、低密度材料的使用,如铝与加强纤维、陶瓷材料、塑料、碳素纤维等,使内燃机不断轻量化。
与传统铸铁缸体相比,采用铝合金材料铸造的气缸体,在保证强度的前提下,质量显著减轻,导热性能有所提高,满足了现代汽车发动机的性能要求。
各种发动机的优缺点伴随汽车产销量快速增长而来的是大气污染和石油消耗。
先进的发动机技术在汽车节能、环保技术开发中起着关键的决定性的作用。
与美国上世纪90年代中实施的联邦排放法规相比,于2007年全面实施的新联邦排放法规将要求汽车氮氧化物排放降低幅度高达95%,碳氢排放物降低幅度高达84%。
而于此同时,与排放相关的系统及零部件耐久性要求达到12万英里。
2007年美国联邦排放标准中第五分组碳氢排放极限约为欧W排放极限的一半(由于测试循环的不一致,真正的排放要求比欧W排放的一半还低)。
这越来越严格的排放法规和人们对节能认识的加深,使得高效率、低排放车用发动机技术的开发受到高度的重视,从而促使传统的内燃机技术不断创新。
如汽油机直喷技术、可变气门定时技术、可变进气管、燃烧速率控制滑片、可变排量技术、高压共轨直喷柴油机等等。
由于各国国情的不同,在环境保护及节能方面所侧重的技术也有所区别。
日本出于国土资源的因素,微型车辆、经济型车的比例较高,小排量发动机就既能满足节能环保的要求,又能给这类车提供足够的驱动力;而在欧洲,由于柴油便宜,热效率远高于汽油机,使消费者容易接受柴油机驱动的汽车要比汽油机驱动的同类汽车贵1000-2000美元的事实。
另外,柴油机的低速扭矩远胜于汽油机,这也使偏爱汽车运动感的欧洲人更将直喷柴油机视为高科技的代表。
现在的西欧,超过35%的新车销售是柴油机。
在发动机节能环保新技术开发的同时,人们不能忽视燃油特性对发动机技术普及的巨大影响。
汽车尾气的净化完全依赖于废气催化后处理装置,而燃油中硫含量是催化后处理装置的克星”燃油中的硫在气缸内燃烧后氧化成二氧化硫,二氧化硫与载体涂层中的催化物起反应,使催化器的转换效率大幅度下降。
根据燃油含硫量法规,欧洲柴油机的含硫量在50ppm以下,而美国联邦目前限制300ppm,到2007年将降低到80ppm。
欧洲低硫柴油为柴油机的普遍应用创造了条件。
在美国,随着含硫量的降低,直喷柴油机在轻型车上的应用的条件日趋成熟,所有的跨国汽车公司都在开发针对北美市场的高速直喷柴油机,以待近几年后投入市场。
摘要经济的发展带来能源消耗和环境污染等问题,石油作为主要能源,其储有量已日渐枯竭,替代能源和节能减排是发展的重心。
燃烧不含有害物质、储有量高的天然气是替代能源的优势之选,而天然气发动机更是减排的主力军,拥有较高的热效率和较低的NOx排放的特点,随着排放法规的升级,更高的热效率和更低的NOx排放要求不断升级,缸内需要燃烧更稀的混合气,为了更稳定的燃烧特性和更高的热效率,需要探究发动机缸内合理的分混合气层。
利用一台增压多点喷射电控天然气发动机、试验检测控制平台和数值模拟平台,验证制约稀燃天然气发动机的关键条件,如着火延迟、火焰传播速度等,通过制作电控装置,改变燃气喷射位置及方向,验证混合气缸内分层可以拓宽燃烧极限。
研究结果表明:1、天然气进入缸内的过程分为两种状态,先进入的优先沉积在燃烧室底部,后进入的聚集在中上部,而燃烧气体压缩主要是径向上浓度的混合。
2、天然气发动机当量喷射下,喷射方向不同直接导致混合气进入缸内的时间有差异,对缸内混合气浓度的分布造成影响。
天然气斜向上喷射,减缓进入缸内的速度,斜向下喷射,可快速通过气道进入缸内。
斜向左喷射与斜向右喷射依据进气道形状可知,类比于斜向下和斜向上喷射。
因此,在相同当量与喷射时刻,向上喷射的火花塞附近混合气浓度更高,经济性更优,NOx排放较高。
喷射位置同理。
3、采用CATIA V5 建模软件,设计对象为混合建模,截取参数和变量,运动仿真分析。
实现电控燃气喷射位置的装置,电控燃气喷射方向的装置,进行运动仿真分析及机构计算。
4、电控系统装置由软件平台、硬件平台两部分构成。
硬件平台采用S12G48作为主处理芯片,以及周围辅助功能电路实现。
软件平台采用Freescale CodeWarrior5.1,主要编程语言为C语言。
系统旨在实现可控制燃气阀门接入通道,阀门通道由1、2、3、4个通道组成。
根据CAN总线命令,开启指定阀门。
同时,本系统具有继电器粘连诊断、阀门驱动电机工作状态诊断,以及相关诊断功能,满足系统安全性需求。
缸内直喷汽油机颗粒捕集器(GPF)技术研究进展分析发布时间:2023-01-12T06:36:48.440Z 来源:《中国科技信息》2022年第33卷第16期作者:刘发明[导读] 为了满足国六排放标准的严苛要求,近年来汽油机开发了多种先进的颗粒物捕集器(GPF)技术。
刘发明安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心整车设计院安徽合肥 230601摘要:为了满足国六排放标准的严苛要求,近年来汽油机开发了多种先进的颗粒物捕集器(GPF)技术。
GPF是一种新型的非吸收式捕集器,其最大特点是能够捕获到废气中的颗粒,从而在汽油机中实现对排气的净化。
目前国内外对该技术开展研究较多且较为成熟。
本文主要就其技术原理、工作工况、存在问题及解决方案等方面进行了介绍分析。
关键词:颗粒捕集器;汽油机;非吸收器;排放控制&节能减排随着我国大气污染治理逐渐进入深度阶段,我国汽车尾气排放水平已达到欧Ⅲ及欧盟国家 VⅡ排放标准,为了满足日益严格的污染当量标准,目前汽油机中燃烧后会产生大量污染物——颗粒物(PM)和氮氧化物等,这两种污染是我国机动车尾气中非常重要的组成成分,对大气和环境都有很大的危害。
关键词:直喷汽油机;颗粒物GPF;过滤效率;排气背压由于其动力性、经济性、驾驶性和排污性等优势,目前已越来越多地应用于汽车。
GDI发动机的燃料是直接喷射到气缸内,造成的油液混合不均,燃料湿壁的存在,大大提高了微粒的排放质量和数量。
目前,我国关于微粒污染物的研究多集中在汽油机上,关于 GDI发动机的微粒和污染物的治理方面的研究还很少。
国外对 GDI发动机的微粒和微粒的控制问题进行了大量的研究,主要是因为发动机的直接喷射技术和排放标准比较严格。
通过对燃烧系统的优化、喷注压力的增加、点火和喷油定时的调节,可以在一定程度上降低悬浮颗粒的排放。
但日益严格的法规规定,在更广泛的工作条件下,直喷发动机仍能维持稳定和更低的 PM排放量。
所以,虽然 GDI发动机的技术还在发展,但仅仅依靠内部净化已经很难适应新的排放标准。