滚流和挤气对汽油机燃烧和性能影响

采用CFD技术和台架试验手段研究了燃烧室挤气形状及进气滚流对汽油机燃烧特性和性能的影响.结合一台4气门屋脊顶燃烧室结构气道喷射发动机,分别对倾斜挤气/平顶挤气燃烧室、高滚流/低滚流气道组合而成的4种燃烧系统进行了研究.CFD分析表明,低滚流气道与倾斜挤气燃烧室配合,可在压缩冲程上止点附近形成反向挤流并转化为湍动能,这对...     

内燃机缸内空气运动的三维数值模拟

本文对内燃机进气和压缩过程中的缸内流场进行了三维数值模拟计算,得到了合理的结果.这些结果表明,从多维数值模拟,可以获得较大的信息量,能够较好地反映几何形状的影响.计算中发现,在进气过程后期和压缩过程中,燃烧室内的涡流中心存在着进动现象.由于燃烧室的偏置,挤流和涡流的相互作用将使燃烧室内的涡流呈现非对称结构;反喷或逆挤流主要集中在燃烧室边缘上.     

直喷式柴油机燃烧室内挤流谱的显示和挤流速度的解析

本文在一个拖动的单缸实验机上，利用油点条痕法显示了活塞上燃烧室凹坑中挤流运动的流谱，研究了燃烧室形状和几何尺寸对挤流谱的影响。实验表明，缩小喉口直径，增大缩口面角度将有利于形成强烈的环涡运动。本文还导出了考虑散热和活塞环漏气影响的轴向挤流速度和逆喷速度的解析关系式，该式表明散热和活塞环漏气使轴向挤流速度减小，逆喷速度增加。本文通过逆喷速度分布的解析分析，表明燃烧室侧壁逆喷气流速度可以表示为轴向平均     

ω型燃烧室柴油机喷油雾化分析

针对ω型燃烧室的特定结构,建立了三维动态CFD模型并进行了模拟计算,计算结果表明:在燃油开始喷射后,形成的挤流和旋流从油束的上下2个方向分别冲击油束,在油束上部形成明显的漩涡,缸内气流基本保持油束带动的漩涡流动;在燃烧后期,燃油液滴颗粒喷射到壁面上,燃油组分集中在燃烧室壁面附近;膨胀行程初期,形成逆挤流。     

柴油机燃烧室内气流及紊流的研究

本文介绍用热线风速仪测量架油机燃烧室中的气流及紊流的結果。用联机计算机及统计方法完成了试验数据的采集及信息处理,测量了工作循环中气缸和燃烧室内的气流平均速度、紊流强度及紊流尺度等参数。试验结果表明,气缸内的紊流强度在进气行程中期达到最大值,在其后的压缩和膨胀行程期间,紊流强度一直在衰减;但在压缩上止点附近,由于挤流作用,燃烧室内的紊流强度达到另一峄值。本文还分析了气缸内气体压力和温度波动对瞬时气流速度的影响,并建议,在求发动机气缸内气流的紊流参数时,宜采用时间平均法。     

模拟高原进气压力时EQ6100汽油机燃烧室湍流场特性的研究

介绍了应用ＬＤＶ（激光多普勒测速仪）对ＥＱ６１００汽油机分别在平原和模拟高原进气压力时燃烧室内湍流场的测量结果，讨论了燃烧室内平均速度和湍流强度的分布和变化规律。结果表明，在模拟高原进气压力时，压缩上止点附近燃烧室内的湍流强度在平原进气压力明显下降。这是影响在高海拔地区运行的汽油机燃烧过程的重要因素。     

汽油机射流燃烧室内挤流运动的研究

本文介绍采用二维水模拟试验方法对汽油机射流燃烧室内流体运动的特征进行的研究,并与浴盆型燃烧室进行了比较,拍摄出流体的流谱照片。这项工作有助于确切了解在射流燃烧室内挤压产生的紊流情况。试验结果表明:由于射流燃烧室具有独特的结构,在挤流和逆挤流过程中,在燃烧室和主室内形成强烈的紊流运动,这对于提高汽油机的燃烧速度,实现高压缩比、大幅度地提高热效率和抑制爆燃是极为有利的。     

四气门柴油机缸内流场的LDA试验研究

在一台经过改装的单缸四气门柴油机上,由电机倒拖,使用LDA测量了缸内上部若干测点的速度信号,使用集总平均法对进气和压缩过程中缸内的流场分析计算了涡流的平均流速和湍流强度。结果表明在压缩过程中,从缸心到缸壁,切向湍流强度值大体相同。在压缩过程的初期和中期,缸内流场的切向速度曲线从缸心到缸壁变化较大,存在尖点;在压缩过程的后期、接近上止点位置时,由于挤流的作用,气缸中心的气体旋转角速度较外围明显增大,气缸中的气体分为燃烧室中心的高速圆柱区域和活塞顶上部的低速环形区域。在单进气道工作方式下,只影响进气和压缩初期的缸内流场。     

一种新型高挤流燃烧系统的研制

在E160C柴油机上提出了一种适合于油膜—一雾化燃烧方式的新型高挤流燃烧室设计方案,阐述了其在挤流强度、混合气形成及燃烧方面的一些特点并通过水模拟等试验进行了验证,另外,还对燃烧室若干参数进行了调整匹配性能试验。     

燃烧室结构与喷油策略对天然气-柴油反应活性控制压燃发动机的影响研究

为优化反应活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)发动机的燃烧室结构与喷油策略,基于CONVERGE数值模拟研究了挤流区高度、喉口半径与喷雾夹角对75％ 负荷工况下天然气—柴油RCCI发动机着火特性、燃烧特性及排放特性的影响.结果表明:增大挤流区高度...     

燃烧室形状对柴油机性能影响的研究

为研究混合气的形成状况和燃烧质量，探索燃烧室形状对柴油机性能的影响，本文应用STAR—CD程序对不同几何形状的燃烧室内的燃油雾化、燃烧进行三雏数值模拟。计算结果表明，燃烧室的形状对燃烧过程有着重要影响。缩口燃烧室具有较大的挤流强度，较长的涡流持续期，较合理的涡流分布，更有利于混合气的形成，可以进一步加速扩散燃烧，产生较高的缸内压力和温度，具有最好的燃烧性能。直口燃烧室燃烧性能相对较差，敞口燃烧室的最差。但是缩口燃烧室的热应力较大，残余废气不易排除，实现增压比较困难。     

汽油机气缸中滚动气流运动对发动机性能的影响

本文通过调整导气屏气阀位置产生大范围变化的缸内气流运动形式，用传统的稳流试验台和作者最近研制的测缸内滚流运动的稳流试验台对各种气流运动形式进行稳流试验，用二维激光多普勒测速仪在反拖的发动机缸内紊流运动的发展变化并用着火发动机的性能实验结果来分析各种气流形式的涡流、滚流和紊流特性。试验结果表明，在气缸中产生较强的横轴涡流即滚动或接近滚动气流运动时，燃烧室内的紊流强度可获得较大的提高，性能也有明显的改     

燃烧室形状和位置对柴油机缸内空气运动的影响

本文利用多维数值模拟方法，进行了３个柴油机燃烧室方案下缸内三维流场的计算。系统地分析了燃烧室形状和位置对缸内流场的影响。计算表明，挤流和涡流的相互作用将使缸内涡流呈现非对称结构。     

柴油机燃烧室形状对混合气形成的影响

利用计量流体力学(CFD)模拟软件FIRE对不同形状燃烧室的柴油机的缸内喷雾与燃烧过程进行了模拟分析。通过对缸内流场、燃油浓度场、温度场分布的对比,分析不同燃烧室对混合气形成的影响。结果表明,缩口燃烧室缸内流场强度最大,混合气均匀,燃烧充分,微粒生成最少。     

柴油机缸内瞬态流场数值模拟

针对柴油机缸内气体流动的问题,在不影响仿真结果的情况下,简化气缸模型,并且进行网格划分,然后把划分好的网格模型导入到FLUENT中,通过FLUENT软件对缸内瞬态流场进行了模拟与仿真。采用软件的处理功能以及对动网格技术的应用,对发动机缸内流场进行瞬态模拟,得到了随着活塞的上下往复运动,缸内速度分布受燃烧室形状影响较大,以及缸内压力呈现周期性变动,且上止点最大、下止点最小。     

基于钻孔CT溢洪道底部溶洞稳定性影响参数敏感性分析

溶洞分布具随机性,为研究岸边式溢洪道底部溶洞的稳定性及溶洞的应力、位移的敏感性,首先用钻孔CT对溢洪道底部分布的溶洞进行探测,根据探测结果,利用有限元ANSYS软件建立模型,采用单一变量法分析了溶洞分布于溢洪道底板不同位置时溶洞自身的应力、位移敏感性。结果表明,溶洞的宽度大于闸室宽度情况下,溶洞位置越靠近溢洪道底板,溶洞应力、位移最大值逐渐增大,溶洞顶板距溢洪道底板的距离小于等于溢洪道底板宽度的18.42%情况时,属敏感距离,溶洞宽度大于等于溢洪道底板宽度的80.0%情况时,属敏感宽度。     

Improvement of fuel economy of an indirect injection (IDI) diesel engine with two-stage injection

This paper focuses on the effects of early stage injection and two-stage injection on the combustion characteristics and engine performances of an indirect injection (IDI) diesel engine. In a direct injection (DI) diesel engine, HC emission increases with early stage injection because some of the fuel spray adheres to the cylinder wall and burns in the gap between the piston and the cylinder. On the other hand, since the fuel spray of early stage injection in an IDI diesel engine is injected into an auxiliary combustion chamber such as a swirl chamber, the IDI diesel engine could reduced the HC emission produced from the gap compared with a DI diesel engine. In a two-stage injection IDI diesel engine, NO and smoke emissions are improved when the amount of fuel in the first stage injection is small and the first stage injection timing is advanced over −80° TDC. And 20% improvement in fuel consumption is achieved when the first stage injection timing is advanced over −80° TDC. Conversely, HC and CO emissions of two-stage injection increases compared with that of conventional injection of an IDI diesel engine. However, CO emission can be improved a little when the first stage injection timing is advanced over −100° TDC and the second stage injection timing is retarded over TDC.     

气缸套温度场优化及试验验证

针对某型柴油机设计开发过程中,气缸套第一道活塞环上止点位置温度偏高,存在滑油结焦引起拉缸风险的问题,对油气室匹配及气缸套冷却进行改进,改进前后的缸内喷雾燃烧计算及气缸套热-结构耦合仿真对比分析表明:优化后的气缸套第一道活塞环上止点位置温度明显降低。后续的试验验证也表明:上述措施有效降低了气缸套第一道活塞环上止点位置的工作温度,气缸套-活塞环摩擦副的可靠性得到提高。     

Development of a hot-surface-ignition hydrogen injection two-stroke engine

A 3-cylinder, 1100 cc two-stroke gasoline engine was converted into a hot-surface-ignition hydrogen injection diesel engine for a new hydrogen car named Musashi 5. This engine had a compression ratio of 12:1, and the high pressure hydrogen at 6 MPa was injected into an open combustion chamber near the TDC. In practice, it showed some problems in terms of the high pressure liquid hydrogen pump, the hot surface ignition and efficient combustion. Efforts were made to solve the problems, and the results were as follows: (1) a high pressure pump was obtained through the precise finish on the sliding surfaces of the barrel and plunger, and by the combination of appropriate material and dimensions; (2) a gentle diesel ignition was attained by blowing hydrogen gas onto the platinum wire at 1000°C from a close location; (3) the mixture formation was improved, and the maximum power equivalent to 125% of gasoline was obtained by a proper selection of combustion chamber shape, number of injection nozzles, direction of injection, etc.     

WT615增压CNG电喷发动机燃烧特性数值分析

以WT615 CNG发动机为模拟研究对象,采用KIVA-3V软件建立了多维软件计算模型,并验证了模型的准确性。在此基础上研究了主要结构参数——燃烧室形状对燃烧特性和整机性能的影响。研究表明,直口形燃烧室的动力性、经济性能最好,更加适用于该天然气发动机,但排放性能有待提高;缩口形燃烧室的整机性能次之,碗形燃烧室的动力性和经济性则较差,后燃现象严重,不适用于天然气发动机。