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。

双斜切燃烧室及其与油束夹角匹配对重型柴油机性能影响研究

利用CFD软件对柴油机的燃烧过程进行了三维仿真研究,探究了燃烧室形状以及其与喷油器油束夹角的匹配对柴油机燃烧性能的影响,在原机的基础上设计了一种双斜切燃烧室。试验结果表明,原机燃烧室和双斜切燃烧室匹配的最佳油束夹角分别为140°和145°,此时油束落点可以到达燃烧室拐角,使燃油向上和向下分流,组织良好的油气混合,缩短燃烧持续期,实现快速燃烧。对于匹配最佳油束夹角的两种燃烧室,双斜切燃烧室在柴油机经济性和动力性上以及碳烟排放方面都优于原机燃烧室,但在NOx排放上比原机燃烧室差。国Ⅵ柴油机燃烧开发试验表明,匹配最佳油束夹角的双斜切燃烧室的综合性能优于匹配最佳油束夹角的原机燃烧室。

直喷式柴油机燃烧室廓形匹配油束夹角的数值模拟研究

应用CFD软件Fire对某大功率直喷式柴油机缸内工作过程进行了多维模拟,研究了扩口、缩口和直口三种不同燃烧室廓形时油束夹角对油束落点位置、燃油分布和燃烧性能的影响。引入油束锥台匹配比的概念建立油束夹角与燃烧室中央锥台角度之间的关系,从而达到减少匹配参数数量的目的。结果显示:对于各种类型的燃烧室廓形均存在最佳油束锥台匹配比使得发动机的动力性能最优,缩口和直口燃烧室的最佳油束锥台匹配比接近(约为1.06),扩口燃烧室的最佳油束锥台匹配比要略大于缩口和直口燃烧室(约为1.138)。

喷油压力和油束夹角对高强化柴油机的影响

应用FIRE软件对高强化柴油机模拟仿真,结合试验研究分析了喷油压力和油束夹角对高强化柴油机性能的影响,讨论了喷油压力和涡流比的匹配关系。经过实验研究得出:喷射压力对高强化柴油机的动力性影响很大;高压喷射压力、小孔径喷嘴和低涡流三者之间相互匹配,可获得好的发动机性能;当油束夹角为160°时,油气混合最均匀,燃烧状况最佳。

高强化柴油机燃烧室凸台匹配油束夹角的数值模拟研究

首先运用参数化分析方法对燃烧室结构进行解析,得出5个特征参数,然后在定容积的条件下,构造出不同廓形下的变凸台系列的燃烧室。应用三维仿真软件FIRE进行仿真计算,研究了不同廓形下凸台与油束夹角之间的匹配关系。研究表明,缩口和直口燃烧室下,油束夹角为170°且采用大凸台时,指示功率最大,而扩口燃烧室中油束夹角为160°且采用小凸台时,指示功率最大。相对而言,油束夹角对指示功率的影响较大,而凸台半径在油束夹角较小时的影响较大。

喷油压力和油束夹角对高强化柴油机的影响

本研究通过建立数学模型,采用移动的缸内燃烧模型,应用FIRE软件进行模拟仿真,并结合实验和缸内微观机制分析,从不同角度分析了喷油压力和油束夹角对高强化柴油机性能的影响。针对所研究的柴油机,经实验和仿真分析得出:随着喷油压力的提高,燃油利用率升高,有效功率增加,燃油消耗率降低,降低Soot的排放效果明显,但会使NOx的排放增加;最佳油束夹角和喷束落点范围出现在160°处,在这个角度时,油气混合最均匀,燃烧状况最好。

缸内直喷周向分层燃烧系统火花塞附近油束发展历程的试验研究

采用高速摄影技术研究了缸内直喷周向分层 (简称 DICSC)燃烧系统火花塞附近两根油束的发展历程。研究结果表明 ,喷雾混合过程中燃油碰壁、反弹现象非常明显 ,大多数燃油的雾化与蒸发产生于油束碰壁以后。靠近壁面处燃油浓度最大 ,向燃烧室中心方向浓度逐渐降低 ,沿周向、顺涡流方向形成了明显的由浓到稀的分层。因而 ,为了保证较好的着火稳定性 ,在 DICSC燃烧系统中火花塞靠近壁面布置并处于油束下游一定角度比较合适 ,此处有浓度合适、易于点燃的混合气以便火焰能够顺利扩展。另外 ,还研究了不同涡流比和油束夹角下的油束发展历程。

高寒地区单缸柴油机燃用生物柴油的排放研究

为减少因环境因素产生的多余污染物,在几乎不改变发动机结构且不加装后处理装置的基础上,对单缸柴油机燃烧生物柴油开展了柴油机缸内过程的模拟研究,在仅改变油束夹角的情况下优化柴油机燃烧过程和降低排放。研究表明:高原环境下燃用生物柴油燃料,缸内碳烟浓度有比较明显的降低,但是排放物中的氮氧化物含量会增加,随着曲轴转角的增加,生物柴油的氮氧化物排放量逐渐减少,SOOT排放恶化。单缸柴油机在128°油束夹角下燃用生物柴油的NO_x排放量最低;138°和148°油束夹角下颗粒物排放最低。可为提升单缸柴油机性能提供技术参考。

靴形喷射耦合喷油参数对柴油机燃烧排放性能的影响

为了分析靴形喷射耦合喷油参数对柴油机燃烧排放性能的影响,首先在超高压共轨系统双电磁阀控制机制实现喷油规律可调的基础上,基于CONVERGE软件建立了超高压共轨柴油机仿真模型,并通过试验对模型进行标定;然后,进一步分析了超高压靴形喷油规律耦合喷油提前角和油束夹角对柴油机燃烧与排放性能的影响。结果表明:保持喷油时刻不变,随着增压时刻不断滞后,喷油规律由矩形逐渐过渡为靴形,实现了喷油规律柔性可调;与高压燃油喷射相比,柴油机在超高压燃油喷射下平均指示压力和指示功率更高,油耗和Soot排放更低,综合性能更优;靴形喷油规律耦合较大的喷油提前角可以加快缸内油气混合速率,有利于缸内预混合燃烧,有效降低Soot生成量,然而喷油提前角过大会使得NO x生成量上升过多;靴形喷油规律耦合150°油束夹角时,柴油机缸内油气混合效果最佳,Soot生成量降低了53.6%,而NO x生成量仅升高了3.6%。

双层分区燃烧系统对高强化柴油机性能的影响

柴油机的燃烧系统是混合气形成质量的关键。为改善某高强化柴油机的燃烧和排放性能,在保证原机压缩比不变的条件下,设计了一种双层双弧脊分区燃烧系统——双层燃烧室匹配双排喷孔,并基于计算流体力学软件Converge进行数值模拟,研究不同上下排喷孔油束夹角对缸内燃烧和排放的影响。研究结果表明:新设计的燃烧系统的燃烧和排放性能均优于原机,上下排喷孔油束夹角会影响燃油在上下层弧脊处的分配,较大的上排喷孔油束夹角有利于对燃烧室顶隙空间的利用和上层弧脊下侧混合气的形成,较小的下排喷孔油束夹角有利于燃烧室底部凹坑附近空气利用率的提高和混合气分布范围的增加。因此,需要对上下排喷孔油束夹角进行合理的选择和匹配,使得发动机的整体燃烧和排放性能达到最优。

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‰。