燃烧室缩口位置对重型柴油机影响的数值模拟研究

柴油机的燃烧过程主要受控于燃油空气混合速率,为了进一步改善重型柴油机的燃烧和排放,在合理提高压缩比的基础上,设计了5种新型燃烧室,并基于三维计算流体力学软件CONVERGE,通过数值模拟的方法,研究了燃烧室内缩口位置,包括缩口直径和深度对缸内混合、燃烧和排放过程的影响。研究结果表明:采用合理的缩口位置,可以明显提高缸内的涡流比,促进对燃油的利用,加快油气混合过程。与原机基础燃烧室相比,热效率可提高约2%。

用LDA研究柴油机涡流室内空气运动

本文介绍了采用二维氩离子LDA(激光多普勒测速仪)对柴油机涡流室内空气运动特性的最新测试结果。测量结果表明:涡流室内气体平均速度及紊流强度仅为发动机曲轴转角的函数,在上止点附近随发动机转速升高,最大值出现时刻相对曲轴转角位置基本保持不变。这一点区别于使用HWA(热线风速仪)对涡流室的测量。吊钟型涡流室内的空气涡流以刚体涡流为主。本文描述了吊钟型涡流室内涡流运动中涡核的运动轨迹,提出了进一步改进涡流燃烧系统的几点建议。

直喷式柴油机复杂形状燃烧室内空气运动的数值模拟和实验研究(英文)

本文用ＳＩＭＰＬＥ算法在适体正交曲线坐标网格下对直喷式柴油机复杂形状燃烧室（如方形，四角形等）中的空气运动进行了多维数值模拟计算，并与传统中圆柱形燃烧室内流动进行了对比。其中方形燃烧室的结果还与激光多普勒测量结果进行了对比。在试验装置中，为了克服激光束在燃烧室内表面的反射和折射造成的困难，作者采用了折射率匹配技术——工作介质是一种液体，它的折射率与制成气缸、活塞和燃烧室形状的有机玻璃的折射率完全相同。这样，激光束在燃烧室壁处不再受到折射和反射，测量体可置于燃烧室内任意位置，从而可以获得复杂形状燃烧室内流场的详细信息。

用稳流试验台和等折射率技术进行内燃机气缸和燃烧室中紊流运动的研究

本文报导了利用等折射率技术和激光多普勒测速技术在稳态流动模拟试验装置上对直喷式柴油机气缸和燃烧室内的紊流运动所进行的研究。由于在这种情况下激光束在透明材料制成的燃烧室内表面上不再受到折射或反射，所以可以在复杂形状燃烧室内的任一部位进行测量，并可保持高的有效数据率（Ｄａｔａｒａｔｅ）。由于有足够高的数据率，所以有关紊流的一些详细信息，如紊流强度、尺度、高次矩、能谱密度等都可以得到，而这些参数对燃烧都有重要影响。在本研究中对圆柱形燃烧室和方形燃烧室内的流场进行了测量，并获得了令人满意的结果。

4气门柴油机缸内气流运动的模拟计算

选用大型程序KIVA—Ⅱ ,结合实测边界条件 ,计算了 4气门柴油机的缸内流场 ,并与测试结果进行了比较。指出用KIVA—Ⅱ计算 4气门柴油机的缸内流场时 ,应将Bessel函数的阶数升至

柴油机分段喷射下混合气形成及其对燃烧排放的影响

基于数值模拟计算,研究了不同预喷策略下某非道路直喷柴油机混合气形成和燃烧过程,分析了挤流和涡流对主、预喷燃油当量比分布和燃烧的影响。结果表明:适当的主预喷间隔(20°)能够使预喷燃油在挤流带动下进入燃烧室凹坑;适当强度的进气涡流比(1.5~2.0)能使预喷油束偏转并在相邻两束主喷油束之间燃烧。二者都可以改善主喷和预喷油束的重叠,并且可以充分利用预喷燃油的放热量促进主喷燃油的混合和提升燃烧速率。优化喷油策略结合适度的进气涡流可以提高发动机功率,降低碳烟排放,但会使NOx排放增加。

某柴油机进气歧管结构对各缸进气均匀性的影响

发动机进气过程中,管道内的气体压力波产生的气体谐振效应会影响气缸充气效率和进气不均匀度,柴油机进气歧管的几何结构直接影响管内气体惯性效应、气体压力波传播路径长短以及残余压力波的相位。针对一款4缸电控高压共轨柴油机,建立了进气歧管、气道、气门和气缸的一维三维耦合流动仿真模型,研究进气总管长度、进气总管内径、进气歧管长度、谐振腔容积对进气不均匀性的影响,并对进气歧管几何结构进行了优化设计。研究结果表明,增加进气总管长度和进气歧管长度,采用小管径进气总管和一定范围内小容积谐振腔能有效地改善发动机进气不均匀性,为进气歧管的结构优化提供了可能。

粘温效应对十字头滑块与活塞裙润滑影响分析

为了研究船用低速二冲程柴油机关键摩擦副的摩擦动力学问题,本文依据多体动力学和混合润滑的基本原理,考虑润滑油的粘温效应,分析了工作温度下十字头滑块与活塞裙的摩擦学与动力学特性,并与冷态分析结果做了对比。结果表明:在工作温度下,十字头滑块和活塞裙的摩擦损失更小,但二阶运动更剧烈。同时,剧烈的二阶运动使得十字头滑块在发火上止点后,主推力侧的最小膜厚明显降低。

直喷式柴油机缸内气体运动模拟

本文应用任意拉格朗日－欧拉法对直喷式柴油机缸内气体运动进行了数值模拟。此方法采用可按规定速度运动的任意四边形网格单元。计算采用２维轴对称模型，燃烧室可具有复杂的几何形状。湍流的影响用亚网格尺度湍流粘性公式模拟。本文对圆柱形燃烧室缸内空气流动、挤流作用进行了模拟，并对计算结果进行了分析。