汽油转子发动机热力过程数值模拟研究

建立了汽油转子发动机燃烧室内热力过程及一些边界的数学模型，并发展了相应的计算软件。通过数值模拟计算获得了汽油转子发动机燃烧室内气体压力、各区内气体温度随偏心轴转角的变化及各工况下的性能参数，并将数值计算和试验测量结果进行了对比分析。结果表明：本文发展的预测汽油转子发动机热力过程的数学模型正确，计算软件可靠，计算精度满足工程需要，可用作设计研制汽油转子发动机的分析工具。     

小型二冲程发动机电控汽油喷射分层扫气系统的研究

为减少小型二冲程发动机扫气短路损失,降低发动机的油耗和排放,研究开发了二冲程发动机电控汽油喷射分层扫气系统,并阐述了该系统的工作原理,通过对５０ｍＬ发动机原机,进气管电控喷射和电控汽油喷射分层扫气系统３种方案的对比试验,讨论了不同负荷时分层扫气系统对发动机性能的影响,表明电控汽油喷射分层扫气系统能够低发动机油耗２５％－４０％,ＨＣ排放４０％以上,但ＣＯ排放有明显上升。     

三角转子发动机的研究

本文主要介绍我国三角转子发动机目前的研制和使用情况,并对转子机研究中的某些关键技术问题进行了分析。     

小排量汽油机电控燃油喷射系统的研制

本文在总结汽车发动机电控汽油喷射原理的基础上，针对小排量汽油机的特点和要求，研究开发了适合小排量汽油机的电控汽油喷射系统，对该系统的构成细节和特点进行了详细的描述，并给出了在排量为125mL的2缸四冲程摩托车发动机上的试验结果。与使用化油器相比，使用电控汽油喷射技术可以较大幅度的改善发动机的尾气排放，在不使用排气后处理装置的情况下，使其达到欧洲Ⅱ排放标准，发动机的经济性、低速扭矩特性有明显的改善，动力性比原来略有改善。本文还对如何进一步完善摩托车电控燃油喷射系统提出一些建议。     

汽油喷射发动机喷油器选用原则

汽油喷射发动机由于其结构性能，供油系统及控制方式的不同，对喷洞顺的安装位置，结构特点及工作特性的要求也不同。本文论述了汽油喷射系统的喷油器结构特点及喷射性能，提出了喷油器的选用原则。     

一种精确测量汽油喷射发动机燃油耗的简捷方法

根据汽油喷射发动机油耗测量的特殊要求，以及常规油耗仪与汽油喷射发动机专用油耗仪的分析，提出一种在台架上应用常规油耗仪测量汽油喷射发动机油耗的简单精确的方法，并在现代2．4L DOHC发动机试验中进行实际应用，收到良好的测量效果。     

汽油转子发动机燃烧过程模拟技术研究

建立了汽油转子发动机燃烧过程的数学模型;基于实验数据,考察了往复式汽油机湍流燃烧速率计算经验式在汽油转子发动机中应用的不适用性,并对其进行了修正;将建立的燃烧模型和修正后的湍流燃烧速率计算公式用于预测汽油转子发动机燃烧室内气体压力和平均指示压力,预测与测量结果基本吻合。结果表明：建立的汽油转子发动机燃烧过程数学模型和修正后的湍流燃烧速率计算公式准确,可用于汽油转子发动机性能模拟研究。     

点燃式发动机燃用不同燃料的冷起动着火特性

基于循环控制策略,在一台125 mL单缸四行程电控喷射点燃式发动机上,分别燃用汽油、LPG和甲醇3种燃料进行了冷起动瞬态工况着火特性的试验研究.在只喷射一次燃料的情况下,确保汽油、LPG和甲醇发动机可靠起动时,研究循环喷射量和环境温度的影响.试验结果表明,循环喷射量对汽油和LPG发动机可靠起动影响显著,合适的循环喷射量即可保证汽油和LPG发动机可靠起动;环境温度对甲醇发动机可靠起动影响最显著,循环喷射量次之,环境温度低于16 ℃时,不采取辅助起动措施,低喷射压力下喷多少燃料都不能使甲醇发动机起动;同一喷射时刻,汽油和LPG发动机可实现"即喷即着"的理想着火,甲醇发动机要比汽油和LPG发动机晚一个循环着火.     

LPG进气道液态喷射的实验研究

设计了LPG低压液态喷射的燃料供应系统和控制系统，对LPG进气道液态喷射进行了实验研究，将液态喷射与气态喷射及燃用汽油时的动力性，排放作了对比，研究了空燃比对LPG液态喷射发动机性能的影响。结果表明：采用液态喷射方式具有良好的动力性，与燃用汽油相比污染物排放得到很大改善，与气态喷射相比HC排放量略有上升，NOx下降，空燃比对发动机性能的影响与燃用汽油时基本一致。     

摩托车发动机电控喷射LPG/汽油双燃料系统的试验研究

介绍了电控喷射LPG／汽油双燃料系统及控制方法,并进行了系统和原机对比的排放试验及LPG喷射量对发动机性能的影响试验。试验结果表明：LPG／汽油双燃料系统可以大幅降低CO、HC排放;在稳态工况下,较小的LPG喷气量变化,对发动机混合气空燃比和动力性影响不大,而对排放性能影响较大。     

转子发动机数值模拟技术的进展概况

针对新型发动-转子发动机,简要介绍了转子发动机目前的研究状况以及转子发动机数值模拟所采用的各种模型及其所使用的技术和优缺点,最后介绍了国内外转子发动机数值模拟技术的进展情况与发展趋势。     

A new miniaturized engine based on thermomagnetic effect of magnetic fluids

A new engine system, essentially consisting of a permanent NdFeB magnet, a kerosene-based magnetic fluid and a rotor, is proposed based on the thermomagnetic effect of a temperature-sensitive magnetic fluid. The rotor was driven by the thermal convection of the magnetic fluid in the presence of a homogeneous external magnetic field. A digital camera was used to record the rotation speed of the rotor to investigate the performance of the engine system under varying conditions such as heat load, heat sink temperature, and magnetic field distribution. The peak angle velocity obtained for the rotor was about 2.1 rad/min. The results illustrate that the rotation speed of the rotor increases as the input heat load increases, or as the heat sink temperature decreases. The performance of the motor is considerably influenced by the magnetic field imposed. Therefore, the performance of such an engine can be controlled conveniently by changing the external magnetic field and/or the temperature distribution in the fluid.     

四冲程汽油机点火装置的设计与实现

本文以四冲程汽油发动机为基础,该发动机采用了双凸轮轴的磁电机转子设计。针对该磁电机转子的特点,设计采样和点火电路,结合点火补偿策略设计并实现一套新的发动机点火系统。单片机实时读取速度和节气门开度信号,并通过对发动机功率曲线的测量绘制发动机点火提前角的MAP图。整机测试结果显示,该系统提高了摩托车的点火提前角的控制精度和点火能量,提高了发动机的输出功率和转拒。     

转子凹坑容积对转子发动机性能参数的影响

编制程序对转子发动机在不同转子凹坑容积下的动力性和经济性等参数进行计算，并利用计算所得数据拟合出发动机功率、有效燃料消耗率以及平均有效压力参数随凹坑容积大小变化曲线，同时分析了转子凹坑容积大小对发动机性能的影响，并与文献中的结果进行了比较，结果表明：该计算方法可以满足工程的需要，可作为汽油转子发动机燃烧室凹坑初步或改进设计的分析工具。     

高压共轨系统在柴油转子发动机上的应用研究

针对高压共轨燃油喷射系统在柴油转子发动机上的应用，对直接喷射层状充气式柴油转子机的相关燃油及燃烧系统进行了专门设计，开发了新一代的集高压共轨燃油喷射控制等功能于一体的电子控制单元，进行了初步的运行试验。着重讨论了主、引双喷油器结构结合高压共轨燃油喷射系统在柴油转子发动机上的应用策略和实现方法。当前原理样机可以在高达6000r／min下平稳运行，4000r／min时单缸功率达到30kW。试验表明：通过高压共轨燃油喷射系统结合合理布置的主、引双喷油器、高能点火装置及专用ECU的综合应用，是进一步发挥和提高低压缩比柴油转子发动机众多优点的一个有效的途径。     

Numerical simulation of hydrogen combustion process in rotary engine with laser ignition system

In this paper the combustion and ignition process in the hydrogen-fueled peripheral-ported rotary engine with single and dual laser ignition systems was studied numerically. The computational method was established for the process simulation including interaction between turbulence and chemical reactions. The detailed chemical kinetic model of hydrogen combustion was used. It was shown that the ignition and combustion process in the H₂-fueled rotary engine is highly transient with specific distortion and stretching of the combustion front in the combustion chamber due to complex motion of the rotor relative to the engine housing. The single and dual laser ignition systems were simulated to compare the ignition efficiency and the rate of hydrogen burning out. The evaluation of pressure in the combustion chamber was performed and compared with the experimental data obtained for the rotary engine fueled by natural gas. It was shown that the H₂-fueled rotary engine with the dual laser ignition system has potential application in alternative automotive industry due to high efficiency and near-zero carbon-based emission.     

Investigation of the gas injection rate shape on combustion,knock and emissions behavior of a rotary engine with hydrogen direct-injection enrichment

The application of hydrogen direct-injection enrichment improves the performance of gasoline Wankel rotary engine, and the hydrogen injection strategy has a significant impact on combustion, knock, and emissions. The Z160F Wankel rotary engine was used as the investigated compact engine, and the simulation model was developed using CONVERGE software. The combustion, knock and emissions characteristics of the engine were studied with the different mass flow of hydrogen injection, i.e., the trapezoid, wedge, slope, triangle and rectangle type of gas injection rate shape. In the numerical simulations, the in-cylinder pressure oscillations were monitored using monitoring points, and the knock index (KI) was used as an evaluation indicator. The study revealed that the gas injection rate shape significantly affected the mixture of hydrogen and air, thus impacting combustion, knock and emissions. When the injection rate shape was rectangle, the flame speed was faster, the peak pressure in the cylinder was higher, and the corresponding crank angle was earlier, which led to higher pressure oscillations in the cylinder and larger KI. Based on the rectangle injection rate shape, the KI decreased by 75.81%, 33.47%, 26.46% and 76.58% for trapezoid, wedge, slope, and triangle, respectively, and the indicated mean effective pressure increased by 15.68%, 5.07%, 0.56% and 14.98%, respectively. Due to the small difference in maximum temperature, which resulted in very little variation in nitrogen oxides for each injection rate shape, the total hydrocarbon emissions of the trapezoid and triangle injection rate shape was high due to the delayed combustion phase. This paper provides a solution for direct hydrogen injection to improve the combustion, knock and emissions behavior of the rotary engine.     

４９３ＺＱ柴油机匹配气波增压器的研究

介绍了在４９３ＺＱ柴油机上匹配大容积进气管、渐扩式排气管的方法,以及在气波增压器与发动机之间寻找理想的转速比,对气波增压柴油机的性能及排气净化进行的试验研究,获得了实用的匹配规律。试验结果证明,与原涡轮增压样机相比,采用变速比的气波增压样机具有非常优良的排放性能和瞬态响应性能,同时还具有良好的动力性、经济性、加速时不冒黑烟,彻底克服了涡轮增压柴油机瞬态响应滞后、低速供气量小的弱点。采用新型转子的ＣＸ－１０２型气波增压器有效地降低了噪声。     

某型柴油机换热器设计及仿真分析

设计独立的换热器,降低水下工作柴油机中高负荷工况的排气温度。运用SolidWorks建立换热器模型并进行仿真分析,研究圆柱形换热器4种换热管布置方式对换热器温降与压损的影响。分析结果表明:设计的换热器可将排气温度由550.00℃降低到161.94℃,废气在换热器中的压损为5.95 kPa,降温效果和压损均满足相关工程要求;换热管管径和管心距不变,正三角形和转角三角形布置方式的换热器换热管数量较多,换热面积较大,换热效果较好,其中正三角形布置方式换热器的换热效果更好,但压损更高。本研究可为水下动力装置排气降温系统设计提供参考。     

非定常脉冲爆震来流下涡轮气动特征仿真研究

脉冲爆震涡轮发动机是未来涡轮发动机的一种有潜力的发展方向。为了厘清具有强非定常性的脉冲爆震来流下涡轮的气动性能及流动特征,为脉冲爆震涡轮发动机涡轮的设计提供技术支撑,采用非定常进口总压与总温边界条件对某单级燃气涡轮开展了瞬态数值仿真计算分析。研究结果表明：由于进口来流的强非定常性,涡轮内部流动在爆震周期的前段时间并未完全建立起流动平衡,故进出口的流量不守恒;焓降功率与扭矩功率、焓降效率与扭矩效率不相等;在一个爆震周期内,动叶进口气流攻角的变化幅度达到40°,出口绝对气流角的变化幅度达到50°。在一个爆震周期中,只有约1/4的时间段涡轮的气动状态接近设计点,故一个爆震周期中涡轮的综合功率较低。