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              LPG在點燃式發動機上的稀限判別
              公司新聞
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              LPG在點燃式發動機上的稀限判別

              分類:
              公司新聞
              作者:
              來源:
              2018/03/26 16:21

                LPG在點燃式發動機上的稀限判別王振鎖鄧寶清李理光2,肖宗成王惠萍1(1.吉林大學汽車工程學院,吉林長春130025;2.上海交通大學機械與動力工程學院,上海200030)明:扭矩波動、轉速波動、HC排放值和HC升高率都受空燃比的影響,并且它們的變化趨勢具有較好的一致性;隨著空燃比的變化,轉速波動變化不明顯,受發動機結構參數和運行參數的影響,用于判別稀限的HC排放值較難確定,因此把扭矩波動和HC升高率作為稀限的判斷條件比較合理。

                稀薄燃燒技術具有能改善經濟性和降低有害排放的優點,結合缸內直噴以及可變配氣定時等先進技術,已在點燃式發動機上得到推廣應用,而稀薄燃燒技術中的關鍵是稀限的判別及將空燃比控制在稀限范圍內的實現方法。在國外,已經有許多研究人員對稀限進行深入分析和試驗研究。Quader提出了燃燒稀限、點火稀限和失火稀限的定義;eywood指出可以用平均指示有效壓力的變動系數來判斷失火稀限用HC排放值來判斷稀限最具有實際意義等等。國內目前關于這方面的研究很少,因此對稀限判別的研究非常必要。本文結合LPG稀薄燃燒的應用研究進行了LPG稀限判別的相關試驗,嘗試找出適合發動機臺架試驗的簡便而精確的稀限判別方法。

                1稀限的定義及其判據的分析11稀限的定義根據Quader的提法,稀燃界限有3種定義,即燃燒稀限、點燃稀限和失火稀限。

                燃燒稀限:指保證火焰傳播的最稀的空燃比,是混合氣溫度和壓力的函數。溫度對燃燒稀限的影響可以用下式計算:點火稀限:指外部能量能夠使混合氣達到最低點火溫度的最稀空燃比。它同燃料、混合氣速度以及火花塞點火時混合氣的溫度和壓力有關,還與點火系統的各參數(火花持續期、能量釋放速度、電極材料以及火花塞間隙)有關。

                失火稀限:指混合氣沒有點火,沒有完全燃燒,或者由于火焰傳播速度太低而在燃燒完成之前火焰熄滅時的空燃比。Quader曾定性地分析了點火和火焰傳播對失火稀限的影響。

                在實際應用中又可將發動機稀限分為穩定運行稀限和可應用稀限。當點燃式發動機的未燃混合氣基金項目:國家教育部骨干教師基金資助項目;國家技術創新基金資助項目(國經貿技(1998)345號)過稀時,火焰擴展期、快速燃燒持續時間及燃燒過程的循環期間波動都將增加,最后達到某一點,發動機運行工況惡化且不穩定,碳氫排放量迅速增加,這些現象的發生點定義了發動機的穩定運行稀限,又叫稀薄運行極限。可應用稀限是指綜合考慮發動機的輸出功率和排放,通過加大節氣門開度使發動機的功率下降得到補償,并且達到降低排放和改善燃料經濟性的稀限。

                1.2稀限的判別當發動機超出稀限運行時會出現燃燒變動、排放惡化等一系列問題,稀限的判別也就是通過檢測這些現象是否出現來判定發動機是否在稀限范圍內運行。判別方法分為兩類,一類是在燃燒室內安裝傳感器直接測量發動機的燃燒變動,另一類是通過檢測輸出變量來間接確定燃燒變動。

                在早期的研究過程中,對稀限的判別方法非常多,失火率、缸壓升高率最大時的曲軸轉角波動、缸壓圖面積的波動等都曾作為稀限的判別方法。每一種方案根據不同的的判斷條件又可以作出不同判斷結果。例如,Quader把0.5%失火率作為失火稀限的判別界限,他認為此時的車輛駕駛性已非常惡劣2;而Ryan等人認為失火率為5%時功率損失和HC排放急劇上升,應作為稀限的判斷界限。SAEPaper王振鎖。LPG發動機稀薄燃燒研究。長春:吉林大學汽車工程學院,2000.王振鎖。LPG用于小型點燃式發動機的性能優化與稀薄燃燒。吉林大學學報(工學版)2002,李興虎。丙烷發動機燃燒變動研究。

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