压燃式甲醇发动机缸内燃烧过程仿真

以某四缸压燃发动机为研究对象,建立内燃机的缸内燃烧模型并通过实验值对模型进行标定和验证;分别改变内燃机进气温度、喷油时刻等工况参数,研究甲醇缸内燃烧情况。计算分析结果表明:进气温度增加,着火提前,燃烧滞燃期缩短,燃烧区域和高温区域面积增大,混合气在压缩上止点时刻的温度升高,缸内最高压力值减小,焰前基元反应速度升高;喷油时刻提前,燃烧提前,缸内最高压力、缸内温度峰值升高。仿真计算结果为压燃式甲醇发动机的燃油系统设计和燃烧控制提供了依据。

某型GDI汽油机缸内燃烧数值模拟

本文通过利用CFD软件FIRE对某型GDI汽油机进行了缸内燃烧数值模拟，通过计算得到了缸内以及进排气道的流场分布情况，并对滋流比、壁面油膜及点火后火花塞附近的流动情况行了评评估。

基于柴油机局部时段振动加速度的缸内燃烧状况

柴油机燃烧峰值压力出现前燃烧过程对应的局部振动信号与缸内燃烧状况密切相关。对比分析了195型及495T型柴油机在该局部时段内振动加速度、缸内压力及其各阶导数的时域波形,基于波形间的相关性,提出了利用振动加速度信号的拐点推测燃烧过程特征点的方法。对比不同工况时局部时段内的缸内压力、压升率、振动加速度及压力升高加速度的时域波形及频谱能量,发现振动加速度信号最大时域波动量及特定频带的能量与缸内燃烧状况密切相关,可作为表征缸内燃烧状况的特征参数,试验结果表明选取的特征参数是有效的。

利用进气反吹缸内燃烧再生的柴油机微粒过滤器

开发了一种以耐高温滤袋为过滤元件的柴油机排气微粒过滤器系统。采用相同的两个滤袋,一个用于过滤柴油机排气中的微粒,把微粒沉积在滤袋的外表面,另一个利用自然进气流反方向把已沉积在滤袋外表面的微粒吹掉,使微粒随进气流再回到气缸内,在燃烧室中燃烧,达到袋滤器再生的目的。通过系统中各阀门的开关保证二个滤袋在规定的时间间隔按"过滤"和"再生"模式轮换工作。所开发的系统在一台单缸柴油机上进行了验证性试验。结果表明,袋滤器能保证90%的过滤效率。在过滤时间和再生时间相等的稳定工况下,可保证袋滤器的阻力不超过允许值。当再生间隔为10 min时,维持最大过滤阻力为13.3 kPa。这表明进气过程不仅能把滤袋捕集的微粒重新吸回气缸中,而且微粒能在燃烧室中烧掉,使滤袋不需辅助手段自行再生。

气体机缸内燃烧过程计算软件开发及应用

气体机缸内数值模拟计算是研究、分析、预测和提高气体机性能的一种有效计算方法,本文以12V190天然气发动机(缸外预混)为研究对象,以气体机缸内工作过程的物理模型为基础,用微分方程对发动机压缩-燃烧-膨胀的三个工作过程进行零维模型数学描述,并以VB语言编制计算程序,用计算机数值求解这些微分方程,以求得缸外预混天然气发动机缸内压力、温度、容积随曲轴转角的变化规律。经12V190天然气发动机试验测试,模拟计算数值与实测数值基本吻合,这表明利用该模拟计算程序可以预测出特定参数下发动机缸内压力、温度随曲轴变化的值,并可通过该软件研究结构参数(压缩比、配气定时等)对缸内压力、温度的影响,并寻求最佳的结构参数值。

某型柴油机喷油提前角对缸内燃烧影响的研究

采用AVL631燃烧分析仪和AVL i60排放测试系统对某型船用柴油机不同提前角下的缸内燃烧压力、排气烟度、NO_x排放、油耗数据进行采集,并对采集到的数据进行分析。总结出不同喷油提前角对该型柴油机燃烧性能的影响,为该机型的后续改进提供依据。

聚甲氧基二甲醚/柴油混合燃料柴油机缸内燃烧过程的数值模拟研究

为研究聚甲氧基二甲醚/柴油混合燃料柴油机的缸内燃烧过程和污染物生成过程,建立了WP12.460型国VI柴油机的数值计算模型,采用三维CFD软件FIRE进行了数值模拟计算。结果表明,模拟得到的缸内压力曲线与试验值吻合良好;PODE的高十六烷值特性使得燃烧始点提前;随着PODE掺混比的增大,缸内压力峰值、缸内平均温度峰值和瞬时放热率峰值均逐渐降低,累积放热量逐渐减少;掺混PODE后,柴油机的NO排放增多;掺混PODE提高了可燃混合气的均匀性,同时PODE的高含氧量特性提高了缸内氧浓度,有效抑制了碳烟的生成。

共轨柴油机缸内燃烧信息的获取与分析

建立柴油机气缸压力计算模型和平均指示压力计算模型,通过仿真计算出气缸内的实时压力,并与实际测量的气缸压力结果进行对比,验证缸内压力计算的可靠性。通过气缸压力进一步计算出平均指示压力等能反映柴油机工作性能的目标参数,为下一步对柴油机进行闭环控制策略的研究奠定了基础。

氧压机高压缸缸内燃烧分析

针对氧压机缸内燃烧和高压缸喷火的问题,分析了氧压机的燃烧及其原因,提出了分析意见和改进措施,经实践表明,效果良好。

船用低速柴油机喷孔方向对缸内燃烧影响的仿真研究

在某船用低速柴油机燃烧系统开发中,为设置合理的喷孔方向,应用流体动力学软件STAR-CD对不同喷孔方向的缸内燃烧情况进行仿真分析。分析结果表明:喷孔方向对柴油机缸内燃烧的影响较大;喷孔方向顺着缸内涡流方向时可促进喷射燃油的传播及混合,改善缸内燃烧;但喷孔方向顺着涡流朝向缸套壁面喷射时,油气混合主要发生在燃烧室缸套壁面附近,增大了缸套壁面的传热,且不利于燃烧室中心区域空气的利用;本文研究中,原喷油器的喷孔绕喷油器轴线朝缸内涡流方向旋转30°或35°时,缸内燃烧情况明显改善。

农用运输车辆发动机缸内碱性燃烧技术刍议

介绍一种在发动机的进气道按一定比例掺混入碱性空气介质参与发动机缸内燃烧,通过碱性空气介质对燃料的催化助燃作用来改善农用运输车辆性能的技术。

EGR率对船用低速柴油机缸内燃烧影响的仿真研究

在6EX340EF船用低速柴油机EGR系统开发过程中,应用STAR-CD软件对不同EGR率的缸内燃烧情况进行仿真研究,在对原机仿真模型标定准确的基础上分析了相同喷油正时和相同爆发压力下不同EGR率缸内燃烧和排放情况。计算结果表明:对于该船用低速柴油机,在额定工况下,随着EGR率的增大,NOX排放逐渐降低,SOOT排放逐渐升高;大约20%的EGR率为NOX排放降低速率的转折点,EGR率小于该值,NOX减排效率更高;燃烧室内高温区域存续时间及峰值随着EGR率的增加而降低。

新型汽油机缸内直喷燃烧系统的研究

所开发的汽油机缸内直喷燃烧系统基于射流燃烧系统,由燃烧系统、燃油供给系统和相应的电控系统3部分组成。根据喷油器不同布置方案,设计了2种燃烧室。所开发的汽油机缸内直喷燃烧系统的高压供油系统能基本满足系统喷油要求,研制的电控系统基于PC机,可在线调整控制参数和采集数据。通过一台改装的单缸试验机,研究了喷油正时对发动机运转性能的影响。

S195柴油机缸内掺氢燃烧时性能优化模型的建立

根据S195柴油机向缸内直接掺氢燃烧所作的研究,证明随着供氢量的变化,各性能指标(主要指有效热效率及燃油比耗量)在功率基本持平情况下,均将优于掺氢前原机的性能。以柴油供给量、氢气供给量和喷油提前角三因素为依据,建立了在不同转速和压缩比下以有效热效率为试验指标的优化数学模型,提出了各因素最优搭配的建议。

增压中冷稀燃天然气发动机燃烧特性试验研究

以190型天然气发动机为对象,采集了发动机的示功图,分析了点火提前角及负荷对燃烧过程的影响规律。试验结果表明,在BTDC28℃A到BTDC36℃A范围内,最高燃烧压力和最大瞬时放热率以及缸内最高燃烧温度随点火提前角的增大而增大;BTDC33℃A点火提前角下最高燃烧压力和最大瞬时放热率以及缸内最高燃烧温度随负荷的增大而增大;火焰发展期随点火提前角增大而增大,随负荷增加而减小;50%燃烧相位角随点火提前角、负荷的增加而减小,速燃期随点火提前角的增大先增大后减小,随负荷增加呈减小趋势。

缸内汽油直喷稀薄燃烧技术

介绍了非均质进气、缸内直喷稀薄燃烧技术，分别介绍了三种统一式和三种分隔式缸内直喷稀燃系统。采用该技术可在保持动力性指标的同时，还具有很好的燃油经济性，使有害排放大大降低。

直喷式柴油机燃烧噪声和活塞拍击噪声的探讨

通过试验方法获取燃烧噪声的传递函数 ,并测量噪声和缸内压力信号 ,用时间窗获取包含活塞拍击噪声的燃烧噪声 ,并与缸内燃烧压力和传递函数计算所得的燃烧噪声进行比较分析 ,得到了活塞拍击噪声出现的频率范围。对活塞拍击噪声的特性进行了进一步分析。

柴油/甲醇组合燃烧发动机的温度特性研究

在一台增压共轨发动机上采用柴油/甲醇组合燃烧(diesel/methanol compound combustion mode,DMCC)方式进行了温度特性研究。对DMCC模式下缸内燃烧温度、缸内燃烧最高温度、进气温度和排气温度与纯柴油模式进行对比分析,结果表明:DMCC模式下的进气温度比原机模式平均下降80%以上,同时也降低了缸内高温持续时间和缸内最高燃烧温度。

缸盖振动位移与缸内压力相关性分析

对单缸195型柴油机的实测缸盖振动信号进行分析,认为缸盖振动中包括柴油机约束支架振动的成分,采用滤波方法从缸盖振动速度信号中去除了柴油机约束支架振动的影响,对滤波后的缸盖振动速度进行积分得到缸盖振动位移信号。对比了不同工况下该信号与缸内压力信号在峰值点和燃烧起始时刻点的相对变化量。结果表明:各工况下的相对变化量具有较好的对应关系,积分后的缸盖振动位移信号包含了丰富的燃烧相关信息。

喷油参数对聚甲氧基二甲醚/柴油发动机燃烧及其颗粒物排放的影响

在电控共轨高速柴油机试验台上,对比研究了分别以纯柴油和聚甲氧基二甲醚(PODE)/柴油(φ_(PODE)=20%)为燃料时,喷射压力、预喷相位和主喷相位等喷油参数对发动机燃烧及其颗粒物排放特性的影响.结果表明:当喷射压力增大时,预喷燃料放热相位提前,预喷燃烧放热率幅值降低,主喷放热相位提前,最高爆压升高,积聚模态颗粒物排放显著降低,柴油发动机在小负荷下的核模态颗粒物排放大幅升高;当预喷相位提前时,预喷放热相位略微提前且峰值下降,引起小负荷工况下的主喷放热相位延迟,燃烧放热率峰值显著增大,缸压降低,增加了柴油发动机的核模态颗粒物排放而降低了积聚模态颗粒物的排放,且受发动机负荷影响明显;当主喷相位提前时,缸压峰值增大、放热相位提前,使得低负荷下的颗粒物排放升高,高负荷下的颗粒物排放降低;掺混PODE燃料后,柴油发动机的核模态颗粒物排放增大的趋势得到有效抑制.