高压缩比下扫气式预燃室湍流射流点火对废气再循环稀释汽油机性能影响研究

基于一台可调压缩比(compression ratio,CR)的单缸发动机和自主设计的湍流射流点火(turbulent jet ignition,TJI)系统,开展高压缩比下扫气式预燃室湍流射流点火对废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)稀释汽油机性能影响的研究。研究发现在高EGR率时,扫气式TJI的点火方式燃烧稳定性最高,可以在EGR率超过30%时实现稳定燃烧。提升压缩比对提升TJI在高EGR率下的燃烧稳定性有积极作用,然而对提升高EGR率下火花塞点火(spark ignition,SI)的稳定性作用不大。对于TJI,在低EGR率时提升压缩比会造成发动机强烈爆震,过于推迟点火造成燃烧定容度下降,燃油消耗率上升。在高EGR率时,发动机爆震受到抑制,可以提前点火优化燃烧相位,降低燃油消耗率,在压缩比15时最低燃油消耗率相比压缩比11时降低2.2%。高EGR率时,提升压缩比有利于提升燃烧速率,降低滞燃期和燃烧持续期,提升发动机燃烧稳定性。在EGR率为30%而压缩比为15时,逐渐提前点火时刻会加大末端混合气自燃倾向,放热率出现两阶段高峰。

湍流射流点火器的设计和结构优化

为实现湍流射流点火的稀薄燃烧,本文设计并试制了一款集成了火花塞、喷油器和预燃室的湍流射流点火器,并基于该射流点火器开展了初步发动机试验。进一步地,根据试验结果和耐久性结果对该射流点火器进行了结构优化,优化后的结构明显提高了发动机的性能,并且大大改善了喷油器因高温而损坏的情况。

膜片弹簧力学性能有限元分析

为分析具有对称结构的膜片弹簧的载荷特性曲线,利用ABAQUS软件建立了膜片弹簧单分离指结构的有限元模型,通过施加位移载荷模拟了膜片弹簧的压紧行程和分离行程,得到膜片弹簧的载荷-位移非线性特性曲线,并与Almen-Laszlo公式计算结果对比。结果显示,有限元计算得到特性曲线与理论公式计算结果趋势接近,验证了有限元模型的准确性。

YC某柴油机各缸EGR率均匀分布性研究

以玉柴某带EGR系统的柴油机为研究对象,建立了该发动机性能数值模拟的Boost分析模型;计算得到进气总管入口、EGR管出口和进气歧管出口的气体流量,再用Fire软件对气道内三维流场进行了数值计算;对比分析了不同EGR管引入角、不同EGR位置及结构对各缸EGR分配均匀性的影响。研究结果为EGR管最佳布置方案的确定提供了理论依据。

内燃机滑动轴承弹性液体动力学的模拟研究

通过对内燃机轴承弹性液体动力学计算,得出各工况下的轴承载荷,可了解不同间隙对轴承的性能影响,其中包括轴承压力、最小油膜厚度、摩擦功损失,以及相对应的机油流量等情况。

快速压缩机液压制动活塞回弹现象的优化

为解决当前快速压缩机采用气压驱动、液压制动方式时普遍存在的活塞回弹问题,对一台快速压缩机的高压驱动系统和液压缓冲系统进行了结构优化设计。研究结果表明:通过增加排气口数量来减小高压驱动活塞阻力、强化驱动汽缸活塞被驱动侧的放气过程,可以一定程度上缓解活塞反弹现象;同时,液压缓冲系统中被驱动侧液压油压力的迅速建立和释放是影响制动活塞反弹问题的关键,通过协同优化液压制动活塞结构和出油孔泄油量,提高液压制动活塞对实验条件的适应性,可从根本上解决快速压缩机液压制动活塞的回弹问题。