高压缩比汽油压燃低负荷燃烧优化控制策略试验研究

基于6缸柴油发动机的汽油压燃发动机试验台架,系统研究了喷油策略对采用高压缩比燃烧室的汽油压燃低负荷燃烧和排放特性的影响。结果表明:提高压缩比可有效改善汽油压燃低负荷燃烧稳定性、燃烧效率和指示热效率,同时降低CO和HC排放,但存在最大压力升高率过大的问题。采用两次喷射策略可有效控制最大压力升高率;预喷油量为3 mg、喷射间隔为10°时可将最大压力升高率从1.174 MPa/(°)降低为0.380 MPa/(°),压力循环波动率为0.97%,同时获得较高的指示热效率和较低的排放。采用高压缩比耦合优化喷油策略,可在平均有效压力为0.2 MPa工况下实现高效稳定燃烧,有效改善汽油压燃在低负荷下燃烧稳定性差的问题。

基于20L球形爆炸装置的微米级铝粉爆炸特性实验

采用20L球形爆炸装置,对6种不同粒径分布的微米铝粉在不同浓度下的爆炸特性进行了实验研究,考察了浓度和粒径对铝粉爆炸特性的影响规律,并分析了其爆炸产物的表面特征.结果表明,铝粉的最大爆炸压力、压力上升速率和爆炸指数随铝粉浓度的增加呈抛物线变化,在最适爆炸浓度(copt=500g/m3)时三者均达到峰值.随着铝粉粒径的减小时,最大爆炸压力、压力上升速率呈指数增加趋势,且在铝粉粒径小于10μm时,其增幅更为显著.爆炸过程中的铝粉粉尘云的燃烧时间随铝粉浓度的增大呈指数规律衰减并趋于平缓,同时随着铝粉粒径的减小而降低.

天然气发动机稀燃工况燃烧循环变动特性研究

对一台点燃式多点电喷天然气发动机在稀燃工况下进行试验，获得了各工况下的连续循环缸内压力数据，并计算了每循环与压力相关的燃烧循环变动特征参数及循环变动系数，进而研究了稀燃工况下天然气发动机的燃烧循环变动特性。结果表明，在稀燃条件下，每循环缸内峰值压力与平均指示压力有稳定的线性相关关系，每循环缸内峰值压力出现时刻与峰值压力和平均指示压力的线性相关关系随当量比的减小，均出现了由负相关到正相关的转变，并且混合气当量比越小，天然气发动机的燃烧循环变动越明显，在当量比为0．60～0．65时，平均指示压力变动系数有加速增长的趋势。

液体发动机分级燃烧循环最高室压通用模块化计算方法

提出了一种新的液体火箭发动机分级燃烧循环最高室压计算方法。该方法按照预定的计算顺序，对发动机系统的各个模块进行叠代计算，采用拟牛顿法求解系统未知量。该方法对各种分级燃烧循环方式最高室压的计算具有通用性，已在计算机上采用面向对象程序设计实现。给出了用该程序对ＲＤ－１２０和ＲＤ－７０４发动机最高室压进行计算的结果。

运转因素对汽油机最高燃烧压力循环变动影响的研究

针对汽油机循环变动研究中微观影响因素出现的随机性、不确定性、不可控性及不可复现性,提出了一种基于大样本容量,以汽油机燃烧过程循环变动宏观规律研究作为切入点,根据循环变动宏观规律的研究结果来引导微观研究的新观点。根据这一观点,在选定的典型工况区域,就汽油机主要运转因素(即转速和负荷、点火提前角及空然比)对最高燃烧压力循环变动影响的宏观规律进行了全面深入的研究。研究结果表明,运转因素对最高燃烧压力循环变动影响在宏观上具有一定规律性和可复现性,由此得到的一些新的结论对探索循环变动的机理、寻找消减乃至消除循环变动的技术对策具有实际意义。

用于汽油机燃烧优化的预测模型研究

试验中发现在工况和调整参数不变情况下,各个循环间的平均指示压力存在很大差异。利用Simulink分析了汽油机不同试验点2000个工作循环中平均最大指示压力对应瞬时放热过程。在其他参数都相同的条件下,点火提前角增大,瞬时放热开始点提前,且放热过程对称。在此基础上又利用Simulink建立了瞬时放热公式,并对气缸内压力进行预测建模,预测出的气缸压力与试验值吻合良好。

一起TNT碱性废水沉淀池火灾事故分析

某化工厂TNT碱性废水沉淀池在清理过程中发生了火灾事故,在现场调查的过程中,从附着在沉淀池上的可燃物成分入手,详细分析了造成此次火灾事故的主要原因,并在假定附着在池壁及立柱上的红棕色物质为纯TNT和事故中TNT为等容、绝热燃烧的前提下,计算出了事故中TNT燃烧的最高温度及最大压力。对类似工程中的防火防爆工作提供参考。

改性活性炭吸附甲苯燃爆特性的对比试验研究

用季铵盐离子液体对椰壳活性炭改性,对比研究活性炭改性前后及吸附甲苯前后的燃爆参数,探索活性炭吸附VOCs过程气-固异相混合体系的燃爆规律。改性后活性炭自燃点从319.3℃提高到345.7℃,共同吸附甲苯后其自燃点从307.7℃提高到327.1℃。利用20 L球形爆炸测试装置测得活性炭改性后粉体爆炸下限从1.5~2.5 g/m^(3)提高到7~8 g/m^(3);活性炭改性前吸附甲苯后混合体的爆炸下限小于1.5 g/m^(3),改性后吸附甲苯的混合体爆炸下限为2~3 g/m^(3)。在200 g/m^(3)条件下,二者最大爆炸压力分别为0.57,0.53 MPa,爆炸压力有所降低。研究结果表明,用季铵盐离子液体改性后的活性炭不仅吸附VOCs的能力得到增强,而且系统燃爆危险性降低。

LJ276M汽油机示功图试验研究

建立了LJ276M汽油机示功图测取试验系统，详细介绍了CB-466多通道发动机分析仪的使用及参数设置。并利用该试验系统测取了Ij276M化油器式和电控汽油喷射式汽油机的示功图。试验结果表明，将LJ276M改造为电控汽油喷射后，其缸内最高燃烧压力提高37％以上，且各转速的最高燃烧压力对应的曲轴转角为上止点后10°－14°．比原化油器式汽油机更合理。

变温下多元可燃气体对甲烷爆炸特性的影响数值模拟

为有效地预防及控制矿井下煤自燃过程中产生的常见可燃气体对甲烷爆炸所造成的后果,利用FLACS软件模拟研究了5种初始温度(25、60、100、140、180℃)下C2H4、C2H6、H2和CO这4种气体按不同比例混合后对甲烷最大爆炸压力和最大爆炸温度的影响。研究表明:在定容常压下,随初始温度的增加,与任意多元气体混合后的甲烷,其最大爆炸温度呈上升趋势,最大爆炸压力则呈下降的趋势。随4种可燃气体的混合体积分数从0.4%增加到2.0%,甲烷最大爆炸温度和最大爆炸压力上升且初始温度较低时升幅更大。

两次喷射对正丁醇部分预混燃烧影响的试验研究

在一台改造的单缸柴油机上进行了预主喷两次喷射策略对正丁醇部分预混燃烧影响的试验研究。研究结果表明:正丁醇燃料实现部分预混燃烧相对汽油燃料对喷射时刻较敏感,最大压力升高率高,稳定运行范围窄,但未燃碳氢、氮氧化物和碳烟排放较低;预主喷两次喷射能有效降低正丁醇部分预混燃烧最大压力升高率,随着预主喷间隔的增大,最大压力升高率先快速降低后上升,预喷射比例越大,获得最低压力升高率对应的预主喷间隔越大;通过优化预主喷两次喷射策略,能显著改善正丁醇部分预混燃烧可控性差、最大压力升高率高的问题,从而有利于实现更大工况范围内的高效燃烧。

柴油机采用二级增压性能的试验研究

针对某直列六缸增压中冷柴油机,在标准试验条件下通过台架试验进行了一级增压和二级增压对柴油机性能影响研究,分析了二级增压对柴油机各性能指标影响。同时,在原机基础上进行了性能改善的研究。研究结果表明:二级增压可提高柴油机有效热效率,减小柴油机的燃油消耗率,降低碳烟排放,进一步提高柴油机动力性能。通过适当调整供油提前角,在对其他性能指标影响较小的前提下,降低缸内最高燃烧压力。

提高内燃机气缸压力的研究现状与展望

提高内燃机气缸压力,有助于提高内燃机升功率,增大膨胀输出功,提高能量转化效率即内燃机热效率。因此,提高内燃机气缸压力一直是内燃机领域的工作重心和发展方向之一。对近年来内燃机气缸压力的发展状况进行了概述,分析了缸内爆发压力的研究进展、提高内燃机气缸压力的技术措施及新型燃烧方式下气缸压力的发展,并对未来内燃机气缸压力的发展进行了展望。

PFI/DI喷射对分层火焰引燃的SI-CAI混合燃烧的影响

针对均质SI-CAI混合燃烧存在循环波动大、较高负荷下最大压力升高率过高等问题,提出一种基于分层火焰引燃(stratified flame ignition,SFI)的SI-CAI混合燃烧技术.并在一台直喷(DI)四缸汽油机上,采用内部废气重压缩策略配合进气道喷射(PFI)方式实现了SFI燃烧.探索了PFI/DI喷射对SFI燃烧特性的影响规律.研究结果表明,随着直喷时刻在压缩冲程初期的推迟,直喷燃油的物理冷却作用使得燃烧始点推迟,同时分层的稀释混合气使得最大压力升高率大幅下降,但指示平均有效压力IMEP略微恶化;过晚的直喷时刻将导致自燃燃烧提前,放热变快,最大压力升高率迅速增大,IMEP恶化显著,循环变动变大.直喷比例的增大能大大降低最大压力升高率,同时能够保持稳定的燃烧.点火时刻在不同的喷油策略下都能有效控制SFI燃烧过程.相比均质混合燃烧,SFI燃烧可以较好地缓和混合燃烧中最大压升率与燃烧稳定性的矛盾,能同时保证较低循环波动和较小压升率.

二级增压柴油机压缩比和喷油提前角优化研究

为解决某V型柴油机由单级增压改为二级增压后,最高燃烧压力过高问题,通过GTPower软件建立柴油机仿真模型,利用试验数据进行校核,仿真研究了喷油提前角和压缩比对二级增压柴油机性能及最高燃烧压力的影响规律。以二级增压柴油机的试验最高燃烧压力作为限制条件,以转矩达到最大为目标,利用GT-POWER中的DOE工具对喷油提前角和压缩比进行联合优化。仿真结果表明:降低压缩比能够有效降低最大转矩点(1 300 r/min)和标定点(2 100 r/min)的最高燃烧压力,压缩比每降低1,最大转矩点最高燃烧压力降低0.8 MPa,标定点最高燃烧压力降低1.16 MPa;得出优化后的压缩比和喷油提前角相对变化值为14.9°CA和4.3°CA.根据试验机的结构条件,利用试验机在柴油机台架上验证了优化结果的可行性。

初始压力对氢气燃烧影响的试验分析

构建了氢气燃烧试验回路,获得了氢气在不同初始压力下燃烧的温度、压力以及燃尽率等试验数据.通过计算不同位置热电偶温度曲线变化率极值与时间的关系,获取了氢气火焰传播速度,研究了不同初始压力对氢气燃烧火焰传播速度、最高燃烧温度、峰值压力以及氢气燃尽率的影响.结果表明:在氢气体积分数较低时,随着初始压力的升高,火焰传播速度随之升高,燃烧过程中的最高温度随初始压力的增加而逐渐减小;在氢气体积分数较高时,随着初始压力的升高,火焰传播速度略有降低,燃烧过程中的最高温度随初始压力的增加而增加,但是初始压力对燃烧过程中的最高温度的影响并不明显,峰值压力随初始压力的升高而升高,初始压力对氢气燃尽率没有影响.

采用快速混合燃烧过程降低爆压和工作粗暴度的研究

介绍了快速混合燃烧过程采用较小柱塞直径、较大行程的НТД４０ 喷油泵，提高进气涡流转速和排气道流通系数，配合喷油提前角及进气压力参数的合理匹配，初步实现了高热效率、低爆压和低粗暴度的性能指标。通过 Ａ Ｖ Ｌ６５７ 数字采集分析系统的测量，分析了改进后的燃烧系统。喷油提前角和进气压力的合理匹配降低了爆压；较小柱塞喷油泵的采用，减小了速燃期的放热速度，从而获得较小的工作粗暴度；提高涡流转速保证了快速混合燃烧过程的实现，从而获得高的热效率。

柴油机漏气量试验研究

针对某车用6缸增压中冷柴油机,开展了不同发动机转速、扭矩、机油温度和最高燃烧压力工况下的漏气量试验研究。试验结果表明,发动机的转速和扭矩是影响漏气量的主要因素,而机油温度和缸内最高燃烧压力对漏气量的影响较小。相同扭矩下,随转速增加,漏气量基本呈线性增加趋势,转速每增加10%,漏气量约增加12%;相同转速下,随扭矩增加,漏气量也基本呈线性增加趋势,扭矩每增加10%,漏气量约增加5%。漏气量最大的工况并不是漏气率最高的工况,漏气率比较高的区域出现在中等转速和中等扭矩交汇的区域。

通过对VIT机构的调节实现船舶节能的探索

降低主机转速是船舶普遍采用的节能措施。如何做到降速的同时,又不使柴油机偏离最佳工况太多,是航运界共同关心的问题。此文根据VIT机构的工作原理,并结合其调节特性,给出了一种实用的主机降速节能的方法。

喷油参数影响甲醇发动机燃烧特性的正交试验研究

文章基于一台三缸柴油机改造的甲醇发动机,选取预喷正时、预喷脉宽、主喷正时、主喷脉宽和轨压作为5个控制因素,设计正交试验对一次预喷下各喷油参数对甲醇燃烧特性的影响进行了研究。研究结果表明:对燃烧始点影响显著的因素的顺序为主喷正时>预喷脉宽>主喷脉宽,预喷着火可以使燃烧始点大幅靠近上止点;对最大压升率影响显著的因素的顺序为主喷正时>主喷脉宽>预喷脉宽,在预喷未发生着火情况下,增加预喷脉宽可以降低最大压升率,但预喷发生着火会使最大压升率大幅上升;轨压对最大循环波动率的影响最为显著。