裂解气对稀燃甲醇发动机性能影响的仿真研究

基于甲醇发动机三维模型,通过CONVERGE仿真软件计算分析了EGR稀释和空气稀释下进气道喷射裂解气对甲醇发动机燃烧特性和排放特性的影响。结果表明:掺烧甲醇裂解气后,缸内混合气分布趋于均匀;同一稀释比下,甲醇裂解气掺烧对空气稀释下燃烧速率的提高要大于EGR稀释;相同裂解气掺烧比下,EGR稀释的CO排放和HC排放明显高于空气稀释,NOx排放明显低于空气稀释,甲醇裂解气掺烧在空气稀释下对CO和NOx排放的降低相对于EGR稀释更为明显,HC排放则相反;随着甲醇裂解气掺烧比的增大,EGR稀释下的最高综合指示热效率逐渐逼近空气稀释,在裂解气掺烧比达到30%时,两种稀释方式的最高综合指示热效率只相差2.6%。

大容量兆瓦级发电氢内燃机关键技术介绍

为了提升大容量兆瓦级发电氢内燃机的动力性能,防止早燃、回火和爆震等非正常燃烧现象的发生,从氢气喷射技术、燃烧策略和空燃比控制策略、废气再循环技术、涡轮增压技术、氢气喷嘴技术和尾气后处理技术等方面,对氢内燃机的关键技术进行详细的分析。结果表明:大容量兆瓦级发电氢内燃机目前广泛应用的进气道喷射技术存在内燃机动力性差的弊端,采用缸内直喷技术可以有效提升动力性能,降低回火风险;采用稀薄燃烧可以降低爆震的风险;采用成熟的氨(NH_(3))-选择性催化还原(SCR)尾气后处理技术可以降低氮氧化物(NO_(x))的排放。

二次喷油过程对稀燃汽油机性能影响的试验研究

利用气道内燃油二次喷射技术可以在气缸内形成准均质稀混合气,改善汽油机稀薄燃烧过程。在一台4缸16气门发动机上,利用自主开发的电控系统,固定两次喷油总量,改变两次喷油比例和二次喷油时刻等参数,可以实现对二次喷油过程的优化,改善混合气形成,从而改善燃烧过程,扩大稀燃极限。采用不同喷油比例,在不同空燃比时实现的节油率为7 7%～19 2%。空燃比越大,二次喷油比例对燃油经济性的改善越明显。选择合适的二次喷油时刻,在气流运动的作用下,有助于对火花塞附近区域混合气进行有效加浓。

微细通道内氢气辅助甲烷催化氧化的数值模拟

对微圆管内低浓度氢气、甲烷混合气在铂表面的催化氧化进行了数值模拟,重点研究了添加氢气对甲烷反应的影响机理.结果表明,氧气占据空位活性中心抑制了甲烷的吸附,导致较高的催化着火温度;氢气的掺入可以降低甲烷氧化反应的起始温度和着火温度;在铂催化剂表面,甲烷的催化氧化发生在氢气的燃烧过程中,氢气在燃烧过程中消耗氧气,为甲烷的反应提供必需的空位活性中心(Pt(s));甲烷的着火主要受其自身的激发,甲烷着火以前,壁面活性中心几乎全被氧占据,而甲烷着火以后,O(s)和Pt(s)同为主要壁面组分.

贫混凝土透水基层材料配合比设计方法研究

主要开展了贫混凝土透水基层配合比设计方法的研究.试验中试件采用圆柱状试件,试件采用上置式振动成型,通过试验提出采用体积法设计配合比;借鉴沥青膜的计算方法给出了水泥用量相应计算公式.通过试验得出合理的水灰比可控制范围在0.39～0.41之间.最后给出了配合比设计流程图.

在稳定性指标制约下汽油机应用稀燃和EGR的局限性

本文应用微机检测发动机稳定性指标,在一台采用涡流室火花塞组成快速燃烧系统的汽油机中,对影响燃油消耗率、NO_x排放和稳定性指标的主要参数如空燃比、点火提前角和废气再循环率进行了试验研究。结果进一步表明:在稳定性指标制约条件下,稀燃能节油,但不能降低NO_x排放;EGR能降低NO_x排放,但不能节油。

稀混合气低速过滤燃烧的数值模拟与理论分析

应用一维数值模拟方法,研究了多孔介质引起的热回流效应、多孔介质的导热系数、系统的热损失、混合气当量比对燃烧波波速和反应区最高温度的影响.分别将燃烧区简化为无限薄和极其狭窄的区域,从理论上得到了低速过滤燃烧波波速和反应区的最高温度两个关系式,构成了两者的封闭解.利用数值模拟和理论分析求得的燃烧波波速和反应区的最高燃烧温度,取得了与实验结果相同的趋势.

应用推迟点火、废气再循环及过稀混合气降低稀燃甲醇发动机NO_x排放

为降低稀燃时NO_x排放及改善燃油消耗率-NO_x排放"(be-NO_x)"折中关系,以一台基于柴油机改制的进气道喷射点燃式甲醇发动机为试验对象,在1400r/min、4.52kg/h甲醇消耗量工况条件,以及1.5过量空气系数和21°CA BTDC点火提前角的基础上,研究了推迟点火、废气再循环(EGR)及过稀混合气3种策略对稀燃甲醇发动机燃烧和NO_x排放的影响。结果表明:3种策略均能在机内有效净化NO_x排放,实现接近零排放的效果。在相同NO_x排放水平下,与过稀混合气策略相比,EGR策略的燃烧滞后和延长程度有所减弱,循环变动降低,而推迟点火策略的燃烧更为滞后,但燃烧持续期和循环变动减小。对比而言,EGR策略能获得更佳的"be-NO_x"折中关系;推迟点火策略的"be-NO_x"折中性能虽较EGR策略有所降低,但排气温度有所升高,有利于提高样机在低负荷时后处理器的转化效率,从减小排放角度具有一定应用潜力。

TJ376Q二气门汽油机准均质稀混合气燃烧实验研究

本文对夏利TJ376Q汽油机进气系统进行了改造,大大提高了涡流和滚流比。强化空气运动的结果有利于组织燃料在缸内的浓度分布,从而为在二气门汽油机上实现稀薄燃烧打下基础;原发动机化油器式供油系统被改为电控气道内燃油喷射系统。在此基础上,采用了两次燃油喷射技术**。通过对这两次喷油时刻、喷油量的分别调节,在缸内形成精细分层的混合气即所谓准均质混合气,从而优化了油耗和排放指标,成功地在产品二气门汽油机上实现了稀薄燃烧。

TJ376QE二气门发动机稀薄燃烧的实验研究(英文)

汽油机燃烧稀混合气是降低有害尾气排放、燃油消耗率的有效途径。由于二气门发动机改变缸内气体流动比较困难,难以形成空气燃料浓度分布,因此目前国际上成功的稀燃发动机均为四气门结构。为增强其涡流和滚流运动,对二气门的TJ376QE汽油机进气系统进行了改造,随后强烈的空气运动结果表明其有利于组织空气和燃料在缸内的浓度分布,从而为在二气门汽油机上实现稀薄燃烧打下基础;通过采用二次燃油喷射技术,在缸内形成准均质分层混合气,成功地在二气门汽油机上实现了稀薄燃烧。

基于可视化系统的直喷天然气发动机喷射及燃烧特性研究

天然气作为一种最有前途的代用燃料在汽车发动机上的应用日益广泛。为提高天然气发动机的燃烧效率,采用缸内直喷技术;并通过位于喷嘴附近的火花塞点燃分层混合气,使天然气发动机在中低负荷下实现稀薄燃烧。对于直喷天然气发动机,研究喷雾贯穿距、喷雾锥角、循环波动和燃烧速度等喷射及燃烧特性具有重要意义。首先设计开发了用于观察天然气喷射及燃烧的可视化系统,拍摄不同实验条件下天然气喷射及燃烧过程。利用实验数据,分析了直喷天然气发动机的喷射及燃烧特性。

基于AVL BOOST的氢燃料内燃机稀燃过程研究

应用AVL BOOST软件建立了氢燃料内燃机在稀燃状况下的计算模型,并在不同燃空当量比和点火时刻下,对氢内燃机燃烧过程进行了数值模拟,模拟结果和试验结果吻合较好。在此基础上,进行了点火提前角和燃空当量比对氢内燃机燃烧过程的影响研究,为合理组织氢内燃机的燃烧过程研究提供了依据。

燃烧室贫油多旋流预混合预蒸发特性数值研究

对燃烧室多旋流器的贫油预混预蒸发(LPP)及形成可燃混合气特性进行了CFD数值研究。2级旋流器的第1级选用斜切入孔式旋流器,第2级选用径向旋流器。第2级旋流器的流量分配对预混预蒸发效果有重要影响。在2级旋流器气体总流量为0.035 kg/s不变时,第1、2级旋流器气体流量比小于1∶4时,预混预蒸发效果较好。计算结果与试验结果相符合。

矿井排风气体的利用研究

对矿井排风气(低浓度甲烷)的利用进行了流程设计,采用带有回热的流向变换反应器研究其自供热燃烧的条件,并模拟计算固定床反应器沿轴向的温度、甲烷转化率分布;研究操作参数对气体温度、转化率等因素的影响。结果表明,回热可大大改善换向反应器操作条件,在最小反应器长度为1.0m、固体初始温度为550℃、表观流速为0.65m/s的条件下,可实现稳定操作。

进气压力和喷油对二冲程汽油机稀燃特性的影响

利用三维数值模拟软件CONVERGE研究了在循环喷油量和点火时刻固定的大负荷条件下,进气压力对二冲程直喷汽油机缸内燃油分布和稀燃特性的影响.结果表明,在相同的第2次喷油比例下,随着进气压力的升高,气缸内燃油浓度降低.在相同的进气压力下,随着第2次喷油比例的增加,火花塞附近的燃油浓度先减小后增加.在第2次喷油比例为70%,时燃油分层形式最有利于燃烧.在相同的第2次喷油比例下,随着进气压力的升高,着火时刻逐渐提前,燃烧持续期先略有缩短后又增长,最大压力升高率先增加后减小.在相同的进气压力下,随着2次喷油比例的增加,着火时刻先略有推迟后提前,燃烧持续期先增长后缩短,最大压力升高率先减小后增加.气缸内燃油浓度和温度分层形式影响火焰传播过程中气缸周围混合气的自燃特性.提高进气压力能降低气缸周围混合气的浓度,抑制自燃的发生.

GDI发动机及其稀燃优化技术

论述了现代GDI发动机在电子控制策略(包括混合气的制备,扭矩的调节,喷油正时的选择)、燃油喷射系统及燃烧系统的设计、缸内气流运动的组织以及燃烧排放等几个方面目前所取得的进展和存在的问题,并对目前国外典型的采用缸内直喷稀薄燃烧系统的发动机进行了分析,指出了GDI及其稀燃技术未来的发展趋势。

点燃式发动机紊流型燃烧室的设计与研究

摘要本文提出了一种组织点燃式发动机稀燃速燃的紊流型燃烧室,在一台自行设计改装的单缸试验机上对浴盆型、碗型、火球型、紧凑型、紊流型等五种燃烧室进行了对比试验研究,获得了采用不同燃烧室时发动机的性能、排放指标和燃烧特性参数,结果表明采用紊流型燃烧室时发动机具有最佳的综合性能指标,外特性燃油消耗率曲线平坦,最低油耗率为260g/(kW·h),HC、CO排放下降,动力性能和操纵性能得到改善.

稀薄燃烧在TJ376QE二气门汽油机上的实现

对二气门结构的TJ376QE汽油机进气系统进行了改造,提高了涡流和滚流比.强化空气运动的结果有利于组织燃料在缸内的浓度分布,从而为在二气门汽油机上实现稀薄燃烧打下基础;在原发动机的气道内电控燃油喷射系统的基础上,采用了二次燃油喷射技术.通过对二次喷油时刻和喷油量的分别调节,在缸内形成精细分层的混合气即所谓准均质混合气,从而优化了油耗和排放指标,成功地在二气门汽油机上实现了稀薄燃烧.

汽油机快速稀燃系统的性能试验分析

介绍了一种汽油机的快速稀燃系统,并对该系统的喷油时刻,燃油调整特性,外特性及排气性能等进行了试验分析.

对置活塞二冲程汽油机分层稀燃组织研究

结合对置活塞二冲程汽油机缸径小、冲程长的特点,提出了进排气侧非对称喷雾方式,并采用AVL-Fire软件对喷雾方向进行优化,实现全负荷工况下的缸内均匀混合;同时研究了部分负荷工况下二次喷射对分层混合气形成和稀燃组织的影响.结果表明,进气侧喷射角增大有利于提高缸内混合气的均匀度,排气侧喷射角增大会导致燃油蒸发率降低;二次喷油比例影响分层混合气浓稀区的分布,二次喷油时刻影响缸内混合气稀区的均匀性.当进气侧喷射角为30°、排气侧喷射角为15°时,选择第一次喷油时刻为220℃A,第二次喷油时刻为270℃A且二次喷油比例为20%,可有效组织混合气分层.在部分负荷工况下,采用分层稀混合气相比均匀稀混合气的火焰发展期缩短约30%,快速燃烧期缩短约15%.