柴油机双卷流燃烧系统的排放特性

为研究双卷流燃烧系统对直喷式柴油机有害排放物生成的影响,该文采用试验和计算流体力学CFD仿真分析方法,探讨燃油喷射系统中喷油提前角、喷孔直径、油束夹角和涡流比对双卷流燃烧系统(DSCS)排放特性的影响。研究结果表明:随着喷油提前角的增加和喷孔直径的减小,NOx生成量增加,碳烟生成量降低;随着油束夹角的增加,碳烟生成量降低,NOx生成量先增加后降低;涡流比和弧脊的匹配直接影响着双卷流燃烧系统中燃油的雾化、混合和燃烧过程,为了降低有害污染物的排放应采用较小的涡流比与双卷流燃烧室,确定了与双卷流燃烧室相匹配的满足NOx、碳烟排放最佳涡流比为1。该研究可为柴油机双卷流燃烧系统优化设计提供参考。

柴油机双卷流燃烧系统排放特性试验

为合理评价双卷流燃烧系统的排放水平,在单缸机试验台架上对双卷流燃烧室和某国Ⅲ柴油机使用的TCD燃烧室的颗粒、NOx排放、燃油消耗率、缸内压力等进行了测量,并对燃烧放热率和缸内平均温度进行了分析。结果表明,外特性工况下,使用双卷流燃烧室可比TCD燃烧室减少颗粒排放7%-47%,缩短燃烧持续期1°-6°,降低油耗0.75%-3.05%;部分负荷工况下,由于油束贯穿度较小,缸内燃烧以空间燃烧为主,采用双卷流燃烧室时其卷流作用不明显,排放性能与TCD燃烧室相差不大。该研究可为双卷流燃烧系统在降低柴油机排放方面的应用提供指导。

柴油机新型双卷流燃烧系统混合与燃烧机理研究

本文提供了新型ＤＳＣＳ（双卷流燃烧系统）的结构和原理，其核心是在ＤＳ燃烧室内，燃油射流触脊、分裂并呈双卷流进行混合与燃烧。在自制的燃油喷雾模型试验装置上，采用油－油喷射技术，对燃烧室模型内的燃油射流流动过程进行高速摄影，并对多种试验方案的拍照结果进行分析。模型试验表明，ＤＳＣＳ中燃油射流流程可细分为４个阶段，采用了新机理、新理论进行混合与燃烧。单、多缸机试验表明ＤＳＣＳ节油率高，静、动载荷低，排温低，烟度低，具有较理想的放热规律，理论和应用都有良好的发展前景。

双卷流燃烧室与油束夹角匹配对柴油机排放的影响

为了优化喉口直径96 mm的双卷流燃烧室的排放特性，通过试验对喷油油束夹角进行匹配。选取油束夹角为155°和160°的喷油器进行试验。在外特性和部分负荷特性的试验数据显示，油束夹角为155°时，颗粒浓度比油束夹角为160°时低0．02～0．27 mg/m3，NOx浓度比油束夹角为160°时高14×10-6～70×10-6（NOx与总排气体积比的10-6）。通过试验数据解释了造成上述排放特性的原因，并运用仿真分析阐明了上述排放特性的形成机理。研究表明采用油束夹角为155°时，可以有效降低颗粒排放，若采用缸外处理NOx ，可以达到国4排放标准。

柴油机双卷流燃烧系统的研究

从喷雾高速摄影试验和多维数值模拟等方面探讨了双卷流燃烧系统促进柴油机喷雾与空气快速、均匀混合的工作机理。同时,在150系列柴油机上的试验结果表明,双卷流燃烧系统可以有效降低油耗,并且适用于高增压下的柴油机工作过程;在此基础上采用可调进气涡流,可以使发动机经济运行区域进一步扩大。

双卷流燃烧系统应用研究新进展

总结了双卷流燃烧系统以往的研究情况,介绍了目前在中等缸径柴油机上的推广应用新进展,提出了未来的研究方向。运用Pro/E软件的行为建模方法设计了3种双卷流燃烧室。然后,建立132 mm缸径柴油机的喷雾和燃烧计算模型,对不同燃烧室的喷雾发展形态和缸内的温度场进行了详细的分析,结果显示双卷流燃烧室内的燃油分布更加均匀。最后,选择较优方案在132 mm缸径单缸柴油机上进行了台架试验,试验结果显示采用双卷流燃烧系统后燃油经济性明显提高。

柴油机双卷流燃烧室内外室燃油匹配分析

为了分析双卷流燃烧室内室燃油质量分数对发动机性能的影响,研究了双卷流燃烧室最佳的内室燃油质量分数范围。首先利用AVL Fire软件仿真计算不同油束夹角下双卷流燃烧室内室燃油质量分数变化,分析内室燃油质量分数变化对发动机的动力性和排放性能的影响,发现内室燃油质量分数约为10%~20%时,发动机指示功率较高,碳烟排放较低。然后总结归纳了内室燃油质量分数随喷油提前角和转速变化的规律。转速增大,内室燃油质量分数减小;喷油提前角增大,内室燃油质量分数增大。研究表明转速提高时,适当增加喷油提前角可以保证内室燃油质量分数处于较优值,使柴油机取得较佳性能。该研究可为双卷流燃烧系统的燃油匹配提供参考。

双卷流燃烧室与燃油喷射系统匹配对柴油机排放的影响

利用AMESim液压仿真软件建立了某船用柴油机燃油喷射系统仿真模型,对燃油喷射系统的相关结构参数进行优化。再利用AVL_FIRE软件将优化结果与原机燃烧室基础上设计的双卷流燃烧室进行缸内燃烧计算,同时研究油束夹角为150°、155°、160°时对排放特性的影响。研究结果表明,0.24mm-14.0mm-0.46mm·（Ca A）-1-950mm-155°（喷孔直径-柱塞直径-凸轮型线速度-高压油管长度-油束夹角）参数组合,可以将喷油压力提高到105MPa,碳烟生成质量分数较原机降低约0.01‰,油束夹角为155°时,碳烟质量分数较油束夹角为150°和160°时低0.02‰~0.08‰,NOX质量分数较油束夹角为150°和160°时低0.03‰~0.12‰。

双卷流燃烧室燃烧特性仿真及试验研究

对双卷流燃烧室和浅盆形燃烧室进行了不同负荷工况下的三维仿真分析,并进行了对比试验。研究结果表明,双卷流燃烧室在整个负荷范围内在燃烧速率及效率上都比浅盆形燃烧室有明显的优势。证明双卷流燃烧室比浅盆形燃烧室更适用于大功率柴油机的高效快速燃烧,其燃烧室的内室在提高空气利用率及加快扩散混合速率方面具有非常显著的作用。

高强化柴油机双卷流燃烧系统喷油参数匹配试验研究

针对采用双卷流燃烧系统的单缸柴油机进行了强化燃烧试验研究,研究内容包括不同喷雾锥角燃烧特性试验和相同负荷下不同转速的燃烧特性试验。研究发现,柴油机喷雾锥角的合理设计对燃烧特性具有重要影响,提高转速是提高柴油机强化程度的有效途径,但是转速提高会带来排温升高及燃油经济性恶化等问题。通过调节喷油定时可以在提高发动机转速时使排温及燃油经济性的问题在一定程度上得以改善。采用双卷流燃烧系统并配以合适的喷油参数(喷雾锥角、喷油定时)可以达到提高柴油机强化程度的目的。

双卷流燃烧系统在1150B柴油机上的应用

本文叙述了双卷流燃烧系统在1150B单缸机上的开发情况:包括新燃烧室设计要点;与供油系统匹配调试;新燃烧系统与原机的对比试验,还分析了采用双卷流燃烧系统解决低速小负荷活塞热负荷高,工作可靠性差的问题。

BMEP达1.77MPa的双卷流燃烧系统试验研究

本文提供了双卷流燃烧系统（ＤＳＣＳ）推广到高增压下的试验结果，试验是在科研用高增 压１１５０Ｇ单缸柴油机上进行的，平均有效压力（ＢＭＥＰ）达到１．７７ＭＰａ，试验表明ＤＳＣＳ性能良好，工作可靠．

1150DH单缸机采用双卷流燃烧系统的试验研究

本文简要介绍了新型燃烧系统一双卷流燃烧系统（ＤＳＣＳ）的结构和原理，提供了在 １１５０ＤＨ单缸机上试验研究结果，对燃烧室结构和调整参数的较佳范围获得一些有价值的结论。

高强化柴油机燃烧放热特性影响规律仿真研究

探索了高强化柴油机燃烧系统匹配的解决途径。首先以德国MTU890高强化柴油机为参考,确定了虚拟高强化柴油机结构参数以及进气、喷油等参数。随后针对双卷流燃烧室,选取内室锥母线夹角、外室直径、外室出口角、内室容积与总燃烧室容积比作为变量,进行了多方案设计。最后对110mm缸径高强化柴油机缸内工作过程进行三维仿真研究,总结归纳了双卷流燃烧室各参数变化对高强化柴油机燃烧性能的影响规律,从而为高强化柴油机双卷流燃烧室优化设计以及系统参数匹配提供了依据。

Investigation on the Optimizing Range of CombustionChamber Configuration Parameters of DSCS

Aim To obtain an optimizing range of the main configuration parameters of double swirls combustion system (DSCS) Methods To analyze the influence of DS combustion cham-ber configuration parameters on fuel spray and mixing by means of the fuel jet developmentperiphery charts obtained by the high speed photography with a modeling test device deve-loped by authors,and to examine it by the tests on a single cylinder diesel engine.Resultsand Conclusion The mixing process can be divided into four phases.The optimizing range of the ration of the inner chamber diameter to the cylinder bore,d2/D,is 0.4-0.7; and the outerchamber diameter,d1 the height of the circular ridge to the piston top face,h1,the radius of outer/inner chamber circle,R1,R2 ,the max depth of outer/inner chamber bowl,H1,H2,etc. are also important