点火顺序对双火花塞生物质气发动机燃烧性能影响研究

为研究不同点火顺序条件下双火花塞生物质气发动机异步点火缸内燃烧特性,建立了CFD模型,进行仿真计算分析。结果表明,在额定转速额定功率条件下,周围湍动能较大的火花塞先点火时,缸内燃烧速度快,燃烧持续期短,指示热效率高。     

点火时刻对157FMI发动机缸内直喷燃烧过程的影响研究

以157FMI发动机为研究对象,将其发动机进气道喷射原型尝试性地根据双火花塞位置结构实施缸内直喷技术,通过对比不同点火时刻对缸内燃烧过程的影响进行研究,结果表明:发动机转速为2500r/min,喷油量20mg的情况下,喷油器安装角度设定为55°,随着点火时刻提前,缸内平均压力、温度,压力升高率峰值逐渐增大,且平均压力、温度、压力升高率峰值对应的曲轴转角提前,瞬时放热率峰值出现了先增大后减小的趋势,但峰值相位逐渐提前。研究结果为小型摩托车发动机缸内直喷技术的应用提供了理论指导和参考。     

活塞式航空发动机高空性能提升技术现状及发展趋势

分析了活塞式航空发动机随海拔升高时性能下降规律,从进气、点火、喷油三个方面提出了活塞式航空发动机性能提升技术,如单级或多级涡轮增压技术、高能点火技术、双火花塞点火技术以及缸内直喷技术。研究表明,单级涡轮增压技术、双火花塞技术已成熟应用于航空发动机高空性能恢复,而多级增压、高能点火以及缸内直喷技术在未来必定会成为高空性能恢复技术的重要研究方向。     

点火位置对射流点火发动机燃烧特性的影响

射流点火可以有效提高发动机燃烧效率,抑制爆震,预燃室内部火花塞的点火位置对于点火成功率以及燃烧效果有较大影响。采用CFD仿真的方法,研究了被动式射流点火发动机预燃室内部火花塞点火位置对发动机缸内燃烧过程的影响,得到以下结论：适当的将预燃室内火花塞点火位置靠近预燃室喷孔可借助高湍动能气体实现火焰的加速传播;在气流作用下,火焰首先向预燃室末端传播,可减少高温燃气喷射前预燃室向主燃室回流的未燃混合气,提高预燃室内混合气的累计放热量,预燃室内可燃混合气累计放热率最高可提升14.9%。     

应用火花塞式传感器测量增压汽油机缸内压力

气缸压力是发动机的一个重要的指标,通过选举火花塞式传感器测量增压汽油机缸内压力,得出增压后发动机的工作状态及其增压效果。该传感器由一个小型点火电极和一压力传感件构成,其接收气缸压力的表面尽可能接近燃烧室,同时易受热影响的压电陶瓷传感元件尽可能近地置于火花塞温度最低的塞柱底座。避免了燃烧气体的纵向共振和热传递的影响。     

喷嘴伸出量对157FMI发动机缸内直喷燃烧过程的影响

以157FMI发动机为原型,针对其进气道喷射形式尝试根据双火花塞位置结构实施缸内直喷技术,并对缸内喷油器喷嘴伸出量的确定问题开展研究,对比了不同喷嘴伸出量参数对缸内燃烧性能的影响。结果表明:循环喷油量10mg、转速3600r/min及当量比为1的工况下,喷油器安装角度设定为55°时,喷嘴伸出量为X=3.5mm时,其对应的压力升高率为0.419MPa/°CA,超出了一般压力升高率为0.2～0.4MPa/°CA的范围,会导致发动机工作粗暴。当X=3.8mm时,发动机缸内压力、温度和放热量峰值相比X=3mm时低,累积放热量是由燃料燃烧的完全程度决定的,相比之下X=3mm时发动机缸内混合气燃烧的最充分。研究结果为157FMI发动机缸内直喷技术的应用提供了理论指导和参考。     

活塞式航空煤油发动机燃烧特性仿真研究

建立了活塞式航空发动机的缸内燃烧仿真模型,并通过实验验证了模型的有效性。利用该模型对比分析了点燃式航空活塞发动机分别以汽油和航空煤油为燃料时的缸内燃烧特性。研究表明,相比于汽油,煤油的着火延迟期较长,燃烧速度较慢,燃烧重心延后,发动机最大爆发压力降低,排气温度上升,热效率下降。针对上述研究结果,论文研究了通过增大点火提前角的方式使燃烧重心前移,增加煤油燃烧的等容度,降低排气温度,提高发动机热效率,但该途径将会导致煤油发动机的爆震倾向增加。     

基于单缸机的快速压缩膨胀装置设计与仿真研究

为了对内燃机内部流场、点火和燃烧过程开展可视化研究,采用了单缸发动机和可视化定容燃烧弹组合设计方式,对快速压缩膨胀装置进行了设计研究。首先,在此装置上安装了活塞使燃烧室内产生流场,利用了可视化定容燃烧弹观察燃烧室内部流场情况与燃烧进程,利用了NI公司的CompactRIO 9036硬件系统编写控制程序以实现系统控制;其次,调整了初始充气压力以改变点火时刻环境压力,控制了发动机转速以改变流场流速,模拟了不同工况下的燃烧室流场,开展了点火和燃烧过程的可视化研究;最后,进行了流场仿真与点火实验,研究了快压机内部的动态流场以及点火燃烧过程。仿真研究结果表明:控制发动机转速和点火正时可实现点火时刻火花塞附近流速在5.20 m/s～46.25 m/s可变,而环境压力对速度场影响不大。实验结果与仿真结果相符,表明本装置可为强湍流稀薄混合气点火和燃烧过程的可视化研究提供重要支撑。     

点火系统对某型发动机燃烧的影响规律研究

针对无人机用某小型航空活塞发动机,建立三维简化模型,通过仿真研究不同点火系统参数对发动机燃烧过程的影响规律,初步确定点火系统最佳参数.仿真研究结果表明,活塞发动机在346℃A的点火时刻下性能最佳,有利于发动机获得更大的功率输出,提高发动机整机性能;采用双火花塞的布置方式时燃烧更为迅速,需适当推迟点火时刻以获得更高的功率输出.     

煤基双燃料发动机的燃烧特性研究

为探索预混合气引燃柴油机的燃烧过程,在CY25型单缸柴油机上进行了聚甲氧基二甲醚引燃甲醇均质混合气的燃烧试验,对比分析了不同甲醇占能比和聚甲氧基二甲醚喷油时刻对发动机燃烧特性的影响。试验结果表明:随着甲醇占能比的增加,缸压峰值降低,最大降幅18.2%。缸内温度降低,有效热效率降低;随着聚甲氧基二甲醚喷油时刻由上止点前20°CA提前至24°CA,缸内最高温度增加,最大增幅21.4%,最高缸内压力和最大压力升高率均增加,最高缸内压力增幅达22.3%,有效热效率降低。     

点火角对小排量增压汽油机燃烧特性的影响研究

对465Q汽油机进行废气涡轮增压改造,研究点火角对增压后发动机燃烧特性的影响。随点火角的增大,缸内最高压力和压升率峰值都增大,其对应的曲轴转角提前,燃烧循环变动改善;每个工况下,都存在一个最佳的点火角,使发动机的功率最大,燃油消耗率最低。在最佳点火角附近,点火角每调整5°,动力性和经济性变动幅度在4%左右。     

Calculation on cylinder pressure fluctuation by using the wave equation in KIVA program

Cylinder pressure fluctuation during combustion process of internal combustion engine is closely related to combustion noise and knock.The current studies are based on cylinder pressure test to obtain ...     

Simulation research on the effect of cooled EGR, supercharging and compression ratio on downsized SI engine knock

Knock in spark-ignition(SI) engines severely limits engine performance and thermal efficiency. The researches on knock of downsized SI engine have mainly focused on structural design, performance optimization and advanced combustion modes, however there is little for simulation study on the effect of cooled exhaust gas recirculation(EGR) combined with downsizing technologies on SI engine performance. On the basis of mean pressure and oscillating pressure during combustion process, the effect of different levels of cooled EGR ratio, supercharging and compression ratio on engine dynamic and knock characteristic is researched with three- dimensional KIVA-3V program coupled with pressure wave equation. The cylinder pressure, combustion temperature, ignition delay timing, combustion duration, maximum mean pressure, and maximum oscillating pressure at different initial conditions are discussed and analyzed to investigate potential approaches to inhibiting engine knock while improving power output. The calculation results of the effect of just cooled EGR on knock characteristic show that appropriate levels of cooled EGR ratio can effectively suppress cylinder high-frequency pressure oscillations without obvious decrease in mean pressure. Analysis of the synergistic effect of cooled EGR, supercharging and compression ratio on knock characteristic indicates that under the condition of high supercharging and compression ratio, several times more cooled EGR ratio than that under the original condition is necessarily utilized to suppress knock occurrence effectively. The proposed method of synergistic effect of cooled EGR and downsizing technologies on knock characteristic, analyzed from the aspects of mean pressure and oscillating pressure, is an effective way to study downsized SI engine knock and provides knock inhibition approaches in practical engineering.     

基于多压力变温实验的缸套-活塞环摩擦因数预测研究

为探究内燃机中缸套-活塞环摩擦副在复杂工况下的摩擦因数变化规律,根据实际工况下的温度和压力,使用SRV高温摩擦试验机模拟内燃机系统缸套-活塞环之间的往复式摩擦运动,获得不同温度和压力下的摩擦因数,并测试不同温度下润滑油的黏度。以摩擦接触面温度、载荷和润滑油黏度为输入,摩擦因数为输出,构建BP神经网络预测模型。结果表明,BP神经网络具有较高的预测精度,测试集误差值稳定在1%以内,满足工程精度要求。     

基于LabVIEW的柴油机燃烧分析系统

为了研究柴油机气缸内的工作过程,将现场可编程门阵列（FPGA）和可编程自动化控制器（PAC）技术运用到柴油机燃烧分析系统中,开发了一种基于嵌入式平台的柴油机燃烧分析系统。进行了总体方案的设计,阐述了系统的硬件设计和软件程序。该系统以LabVIEW作为开发语言,采用工业以太网组建采集网络,能够满足柴油机缸压信号采集及分析所需要的各项要求。该系统通过对采集得到的缸压信号进行上止点确定、数值均化、光顺等处理后得到了示功图,同时通过编程实现了两种示功图之间的转换。测试结果表明,该系统能够实时采集缸压信号并经计算处理得到示功图,也可以实现两种示功图之间的转化。测得示功图后,利用热力学的基本公式就可以求出工质的热力参数,从而可以为柴油机的故障诊断、性能优化等提供参考。     

基于MATLAB/SIMULINK的柴油转子发动机性能模拟研究

在理论分析的基础上选择了数学模型,基于MATLAB/SLMULINK建立了仿真模型.并利用DZ270双缸柴油转子发动机的实验数据进行校准,通过仿真计算比较,三种工况下缸内压力的预测值和试验值的平均误差均在2%以内,满足工程应用要求;本模型易用于其它机型的仿真.     

内燃式水动力系统的满负荷特性

提出了一种直接利用内燃机活塞的直线往复运动实现水压力能输出的新工作模式。实现了内燃机和柱塞式水泵结构的一体化,研制了内燃式水动力系统试验样机。介绍了其工作原理和结构特点。采用计算机仿真的方法, 得到了满负荷条件下的主要工作性能。结果表明,在满负荷条件下,其有效功率、有效热效率及输出压力比内燃机一柱塞式水泵组合系统大约高13％-15％;燃油消耗率大约低15％左右。通过试验,给出了满负荷条件下燃油消耗率、输出压力、输出流量与曲轴工作转速之间的关系曲线,并与仿真结果进行了比较。给出了满负荷条件下, 内燃式水动力系统转速的最佳工作区间。     

大功率柴油机燃烧室优化及其与喷油嘴的匹配试验

运用仿真与试验相结合的方法,利用KIVA-3软件对燃烧室进行了优化研究,确定燃烧室的优选方案。并在一台模拟增压单缸机上对燃烧室的优选方案与不同方案喷油嘴进行优化匹配试验,确定喷油嘴最佳方案。结果表明:采用燃烧室B和8×Ф0.42 mm喷油嘴,可以达到研究目的。     

基于ADAMS的单缸内燃机动力学分析与研究

引起内燃机振动的一个重要因素是其曲柄连杆机构往复运动产生的惯性力和惯性力矩.基于动力学仿真软件ADAMS和Pm/E,建立了单缸内燃机的虚拟样机参数化实体模型,进行了动力学仿真分析,并将速度、加速度等分析值与理论分析结果比较,结果吻合验证了所建模型的正确性;研究了惯性力对机体产生干扰力和力矩的影响以及惯性力平衡问题.通过参数优化分析,确定了构件的最佳质量特性参数,改善了机构的动力学性能,同时提高了设计效率.