混合气形成的多维数值研究

改进设计了高压共轨直喷式柴油机缩口型燃烧室,利用FIRE软件针对不同燃烧室结构对燃烧室内气流特性的影响进行了多维数值模拟。研究了高压共轨喷射系统与缩口直喷式燃烧室匹配时不同喷射参数对燃烧室内流场、浓度场和温度场分布特性的影响,以及混合气形成过程的微观特性。研究结果表明：改进后的缩口直喷式燃烧室能够合理地利用喷雾的动能,提高燃烧室内的气流强度及其保持性,从而加强燃烧开始后燃油与空气的混合能力,促进扩散燃烧过程。因此,合理的燃烧室形状配合喷射时刻和压力的有效控制能在提高发动机性能的同时降低排放,是高压共轨直喷式柴油机实现高效率低排放的有效途径。     

车用柴油机低排放缩口燃烧系统的优化

为了定量评价低排放缩口燃烧室内的气流特性,引入了涡流强度保持性的概念。采用FIRE软件对车用直喷式柴油机低排放缩口型燃烧室内气流的空间分布及其变化规律进行了数值计算,利用计算结果并结合MATLAB软件计算了不同缩口直径燃烧室内的瞬态涡流强度保持性大小,由此评价这种燃烧室的气流特性,并分析不同缩口直径对燃烧室内气流特性及其涡流强度保持性的影响。在此基础上,通过台架试验对比分析燃烧室内的这种涡流强度保持性与喷射系统参数和进气涡流匹配时对柴油机性能的影响。结果表明,采用适当的低排放缩口型直喷式燃烧室结构可有效地组织和控制燃烧室内气流分布规律及其强度,而且对于这种燃烧室结构存在着最佳的喷射位置和进气涡流比,从而在动力性和经济性基本保持不变的条件下可有效地改善柴油机的排放特性。     

高压喷射的高速直喷柴油机混合气形成及燃烧过程

为了有效组织燃烧室内气流特性,改进了车用缩口直喷高速柴油机燃烧室结构,并在此基础上基于CFD商用软件FIRE对匹配不同轨压的喷雾特性时燃烧室内气液混合流的速度场、浓度场和温度场的动态分布特性进行了仿真计算分析。研究了高速直喷柴油机的混合气形成规律,并通过试验研究了这种混合气形成特性对燃烧过程及排放特性的影响。结果表明:通过对缩口直喷燃烧室内气流特性和轨压的优化匹配,可以有效地控制燃烧过程的滞燃期、预混合燃烧比例和扩散燃烧过程,从而控制高温燃烧持续期,在保证经济性的前提下,可以有效地降低NOx和烟度排放。     

浅形缩口直喷式柴油机燃烧室结构特点及其对排放特性的影响

利用AVL公司的FIRE软件对重型车用柴油机缩口直喷式燃烧室内的气体流动特性进行了数值模拟计算。引入涡流强度保持性的概念 ,计算分析了不同缩口直径对燃烧室内涡流强度保持性的影响。在此基础上 ,对不同缩口直径燃烧室进行了喷射系统参数的优化匹配试验研究。结果表明 :采用缩口直喷式燃烧室结构可有效组织燃烧室内的气流运动 ,并能与喷射系统参数进行优化匹配 ,在保持动力性和经济性基本不变的条件下有效地改善柴油机的排放特性     

浅形缩口直喷式柴油机燃烧室结构特点及其对排放特性的影响

利用AVL公司的FIRE软件对重型车用柴油机缩口直喷式燃烧室内的气体流动特性进行了数值模拟计算。引入涡流强度保持性的概念，计算分析了不同缩口直径对燃烧室内涡流强度保持性的影响。在此基础上，对不同缩口直径燃烧室进行了喷射系统参数的优化匹配试验研究。结果表明：采用缩口直喷式燃烧室结构可有效组织燃烧室内的气流运动，苷能与喷射系统参数进行优化匹配，在保持动力性和经济性基本不变的条件下有效地改善柴油机的排放特性。     

缩口燃烧室中气流特性与燃油喷雾匹配对柴油机燃烧及排放的影响

利用三维数值仿真软件FIRE,对缩口直喷燃烧室内气流特性与燃油喷雾以不同喷射时刻匹配时对缸内速度场、浓度场和温度场分布特性的影响进行了仿真分析.研究了燃油喷雾与不同燃烧室空间气流特性匹配时的混合气形成特点和燃烧过程,并对混合气形成特点对发动机性能的影响进行了试验研究.结果表明,缩口燃烧室内气流特性与燃油喷雾以不同喷油正...     

柴油机燃烧室结构对混合气形成及燃烧特性的影响

针对已开发的2.0L型高压共轨直喷柴油机燃烧室,利用FIRE软件建立其仿真计算模型,仿真分析了不同燃烧室结构对缸内速度场以及湍流特性的影响,并引入与混合气形成和燃烧过程密切相关的无量纲参数Da数,研究了燃烧室结构形状对混合气形成机理、燃烧过程以及NO和SOOT生成率的影响。结果表明:通过合理设计燃烧室的结构形状可以有效组织混合气的形成和燃烧过程,从而抑制NO和SOOT的生成。     

用高速摄影粒子示踪装置研究柴油机燃烧室内空气运动

本文介绍了一套测量直喷式柴油机燃烧室内空气运动的高速摄影粒子示踪装置,并对粒子示踪法测量燃烧室内气流运动进行了理论分析。还利用该装置测量了燃烧室布置及结构、压缩比等因素对气流运动的影响。     

电控共轨柴油机预喷射对排放性能的仿真研究

描述了柴油机燃烧过程中NOx和碳烟的生成机理,利用发动机仿真软件搭建了某款电控共轨式柴油机预喷射的仿真模型.分析研究了不同预喷射量、不同预喷射与主喷射间隔等因素对NOx和碳烟的影响,最终确定了预喷射量4%,预-主喷间隔角4°CA作为改善该电控共轨柴油机在2 600 r/min工况下的最优预喷射方案;仿真计算对优化电控柴油机预喷射和降低排放具有指导意义.     

燃烧室形状对柴油-甲醇双燃料发动机碳烟排放的影响

为研究燃烧室形状对柴油-甲醇双燃料发动机混合气的形成,温度分布和碳烟排放的影响,应用KIVA-3V程序对不同几何形状的燃烧室内的燃烧和碳烟排放进行三维数值模拟。计算结果表明：燃烧室的形状对柴油-甲醇双燃料发动机的燃烧过程有着重要影响,缩口燃烧室能够产生较大的旋涡,这有利于混合气的形成,可以进一步加速扩散燃烧,产生较低的碳烟排放。直口燃烧室基本不能够产生旋涡,碳烟排放较高。     

雾化煤油燃烧数值模拟

本文自主设计了一个旨在产生高温高压气流的燃烧室,通过数值模拟的方法来验证该燃烧室的各项参数是否满足性能要求.对设计的燃烧室几何模型进行了三维结构网格划分,使用Realizable双方程湍流模型、涡团破碎燃烧模型及颗粒轨道模型,采用SIMPLEC算法对燃烧室内燃烧流场进行数值模拟,给出模拟结果对其进行分析.     

超燃冲压发动机隔离段流场抗反压能力数值模拟

隔离段是双模态超燃冲压发动机实现双模态和模态转换的一个重要部件,同时,它把进气道和燃烧室隔离开,以防止燃烧室高压干扰进气道,引起进气道不启动.为了更清楚地捕捉流道内复杂激波链,本文使用三阶精度迎风MUSCL格式,K-ω湍流模型,对隔离段进行了数值计算.考虑到燃烧室的不同结构,本文主要针对几种燃烧室结构模型中隔离段抗反压能力进行了计算比较分析,特别是台阶结构可以有效的缓解燃烧室压力对隔离段的影响.     

液雾燃烧的热声不稳定动态特性

为了探究液雾燃烧不稳定的动态特性,在实验室尺度的3 kW液雾燃烧器上,通过测量不同当量比下燃烧室的声压和火焰热释放速率变化情况,并且使用非线性时间序列分析方法,如相空间重构和递归分析,研究热声振荡信号的特点. 当液雾燃烧器的风量从4.0 L/min逐渐增加到9.5 L/min后,燃烧室中热声振荡的动态特性不同. 当风量为4.0~5.5 L/min时,燃烧室的声压幅值为20~30 Pa;当风量为6.0 L/min时,燃烧室的声压幅值突然增大到100 Pa. 发生热声不稳定的液雾火焰将会呈湍流燃烧噪声、极限环、半稳态等非线性状态. 与此同时,风量的增加（当量比的减少）会触发液雾燃烧热声不稳定,燃烧室的湍流燃烧噪声会突变成极限环振荡.     

卡鲁金顶燃式热风炉的流场结构及组分混合特性

建立了卡鲁金顶燃式热风炉燃烧器内空、煤气流动混合过程的物理数学模型,通过模型实验和数值模拟研究了热风炉内的流场和组分混合特性,揭示空、煤气单吹情况下喷嘴中的流量均匀性以及格子砖对燃烧器出口气流的影响机理及规律,为燃烧器的设计和改造提出了建议。     

喷油参数对车用发动机油气混合及燃烧的影响

在一台高压共轨CA6DL2-35E3重型柴油机欧3喷油MAP基础上借助INCA标定工具进行为优化喷油参数的单因素调整试验,并利用STAR-CD软件获取的微观场变化综合分析喷油参数对油气混合及燃烧的影响规律。结果表明:提高喷油压力(单段喷射)可提高缸内油气混合速率,除NOx排放外,燃油经济性及碳烟排放均有改善。引入后喷后(三段喷射),在喷油方向上保证氧气充足的前提下尽可能减小主后喷间隔的同时,选取适量后喷油量强化喷油末期油气扰动可实现对燃烧全过程的油气混合控制,并综合实现对发动机性能的优化。