双燃料发动机燃烧放热规律分析及燃烧特性研究

从热力学和内燃机燃烧的基本理论入手 ,推导了计算分析双燃料发动机缸内工质成分和热力学参数的计算关系式以及求解双燃料发动机燃烧放热规律的微分方程式 ,基于面向对象技术开发了双燃料发动机燃烧放热规律计算软件。研究结果表明 :用传统柴油机分析方法计算双燃料发动机的放热率峰值偏小 ,所计算的缸内工质平均温度偏高 ,新模型计算的结果与实际情况更为吻合。该分析软件可以适用于多种燃料发动机 ,是内燃机燃烧放热规律的通用计算软件。双燃料发动机燃烧特性研究表明 :双燃料发动机初始放热率比纯柴油大 ,若着火始点在上止点后 ,双燃料缸内最大爆发压力比纯柴油低 ,否则比纯柴油高 ;控制双燃料发动机着火始点是控制缸内最大爆发压力和 NOx 排放的关键 ,双燃料发动机着火始点应在上止点后 ,可以使发动机爆发压力和 NOx 排放比纯柴油低。     

双燃料发动机燃烧放热规律模型及实验研究

在原单一燃料放热规律计算模型的基础上，针对双燃料发动机燃烧过程的特点，将其分为四个阶段，建立了一种新的双燃料发动机燃烧放热率计算模型。使用该模型，可以实现引燃燃料与主燃料放热率计算的分离。简要介绍了该模型的计算原理和方法。利用该模型分别计算了柴油-LPG双燃料发动机的引燃柴油、LPG及总体的燃烧放热率，分析了其燃烧过程及燃烧特性，并与试验结果进行了分析比较。为研究分析双燃料发动机的燃烧特性提供了一种便捷有效的方法。     

柴油、天然气双燃料发动机的燃烧特性分析

研究了柴油,天然气双燃料发动机的燃烧特性,并着重分析了引燃柴油供给系统参数对双燃料发支持性的影响。以试验为基础,首先简要比较了柴油,天然气双燃料发动机与柴油机的燃烧特性,并对比了负荷对双燃料发动机燃烧特性的影响。然后分析了最小循环喷油量,引燃柴油量,引燃油喷射压力,喷嘴参数及供油提前角等引燃柴油供给系统参数对最高爆发压力,燃烧放热率,着火开始时间、累积燃烧放热率等柴油,天然气双燃料发动机燃烧特性的     

LPG/柴油双燃料发动机压缩比优化研究

采用燃料复合供给方式 ,在单缸直喷式柴油机上进行了LPG/柴油双燃料发动机压缩比的优化试验研究 ,对比分析了使用纯柴油和LPG/柴油双燃料的燃烧特性 ,着重研究分析了双燃料发动机在不同压缩比下的最高燃烧压力、最大压力升高率、压力循环波动及燃烧放热率 ,并以此为依据优选了双燃料发动机的压缩比。试验结果表明 :降低压缩比后 ,双燃料发动机的最高燃烧压力及最大压力升高率均有较大降低 ,同时压力循环波动变小 ,但滞燃期、燃烧持续期都会有所增加。经过优化 ,压缩比确定为 14.5时 ,ZH110 5W柴油机改燃LPG/柴油双燃料后在高负荷工况下无严重爆震现象 ,压力循环波动较小 ,且经济性较好 ,热效率损失不大     

LPG／柴油双燃烧发动机压缩比优化研究

采用燃料复合供给方式,在单缸直喷式柴油机上进行了LPG／柴油双燃料发动机压缩比的试验研究,对比分析了使用纯柴油和LPG／柴油双燃料的燃烧特性,着重研究分析了双燃料发动机在不同压缩比下的最高燃料压力、最大压力升高率、压力循环波动及燃烧放热率,并以此为依据优选了双燃料发动机的压缩比。试验结果表明：降低压缩比后,双燃料发动机的最高燃烧压力及最大压力升高率均有较大降低,同时压力循环波动变小,但滞燃期、燃烧持续期都会有所增加。经过优化,压缩比确定为14.5时,ZH1105W柴油机改燃LPG／柴油双燃料后在高负荷工况下无严重爆震现象,压力循环波动较小,且经济性较好,热效率损失不大。     

柴油-液化石油气双燃料发动机放热规律的研究

利用CB366燃烧分析仪测录了柴油—液化石油气双燃料发动机和原柴油机在不同工况下的示功图,进行了放热规律的计算和对比分析,得出了有关双燃料发动机燃烧特性的结论     

柴油—液化石油气双燃料发动机放热规律的研究

利用ＣＢ３６６燃烧分析仪测录了柴油－液化石油气双燃料发动机和原柴油机在不同工况下的示功图,进行了放热规律的计算和对比分析,得出了有关双燃料发动机燃烧特性的结论。     

引燃柴油喷油正时对LNG-柴油双燃料发动机燃烧特性的影响

以一台涡轮增压六缸柴油机改造的发动机为试验对象,研究引燃柴油喷油正时对LNG-柴油双燃料发动机燃烧特性的影响。研究了不同喷油正时下的双燃料发动机的缸内压力、压力升高率、缸内温度、燃烧放热规律、循环变动等参数。研究结果表明:引燃柴油喷油正时对双燃料发动机燃烧特性影响很大。随引燃柴油喷油正时的增大,最高缸内压力、最高压力升高率、最大燃烧温度和最大瞬时放热率先升高后降低且所对应的曲轴转角减小;峰值压力循环变动系数先降低后增大,峰值压力升高率循环变动系数降低。     

生物制气-柴油双燃料发动机放热规律试验研究

采用气化炉热解气化各种农林废弃的生物质,产生可燃生物制气,用作为以柴油引燃的双燃料发动机的主要燃料。测量生物制气-柴油双燃料发动机气缸压力,计算分析放热规律。双燃料发动机与燃用纯柴油时的发动机相比,燃烧始点延迟,最大燃烧压力降低,最大放热率和排气温度增加,后燃较严重。负荷增大时,双燃料发动机燃烧始点提前,最大燃烧放热率增高,最高燃烧温度升高,后燃较严重。供油提前角提前时,后燃减小,燃烧过程明显改善。     

柴油/汽油反应活性控制压燃发动机喷油协调控制与排放特性研究

对某4缸高压共轨柴油机进气道进行改造,搭建了柴油/汽油双燃料反应活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)发动机专用试验台架,设计了柴油/汽油双燃料RCCI燃烧汽油喷射控制策略,实现了全工况下汽油与柴油的协调喷射控制,系统地研究了不同运行工况下,不同汽油替代率对柴油机燃烧与排放性能的影响规律。结果表明:采用柴油/汽油双燃料RCCI燃烧控制策略,发动机可在其运行工况范围内实现高效清洁燃烧,随着汽油替代率的增加,发动机缸内最高压力逐渐增大,缸压峰值出现时刻推迟,放热率峰值降低,燃烧持续期延长,燃油消耗率降低,有效热效率升高,全碳氢、CO排放增加,NOx和碳烟排放降低。     

利用放热规律计算研究柴油添加剂对燃烧过程的影响

为探明柴油添加剂的节油与降烟的作用机理,利用燃烧放热规律计算对纯柴油及加剂柴油的燃烧过程进行了分析对比。结果表明:利用放热规律计算结果可以定性分析燃油添加剂对发动机燃烧过程的影响。并且由示功图及放热率曲线分析比较所得结论与柴油添加剂的节油、降烟效果及其有关助燃机理假说是基本一致的。     

柴油均质压燃发动机的循环模拟研究

建立了一个柴油均质压燃发动机的零维循环计算模型，用基元反应机理和感应时间（EMIT）模型预测着火正时，用拟合的对数正态分布函数计算不同工况的放热率。与试验的对比表明，模型能够比较准确地预测不同工况柴油均质压燃发动机的工作性能。用建立的模型分析了配气定时对柴油均质压燃燃烧过程的影响，计算表明配气定时可以控制均质压燃燃烧的运行工况范围。     

二甲基醚燃烧过程及其优化的数学模拟（Ⅰ）——燃烧模型

在定容燃烧弹实验和发动机台架实验基础上建立了二甲基醚DME燃烧过程的准维多区的现象学燃烧模型,模型针对DME燃烧过程的特点,建立了新的喷雾混合和着火滞燃期子模型,修正了燃烧放热率子模型,研究了DME燃烧过程中氮氧化物（NOx)生成机理。模型的计算结果和实验结果相当吻合,模型对变工况、变参数有较好的适应能力。NOx生成历程计算分析表明,DME燃烧过程中NOx主要在扩散燃烧阶段生成,燃烧温度低是NOx排放低的主要原因。     

Modeling study of soot formation and oxidation in DI diesel engine using an improved soot model

Particulate emission is one of the most deleterious pollutants generated by Diesel fuel combustion. The ability to predict soot formation is one of the key elements needed to optimize the engine performance and minimize soot emissions. This paper reports work on developing, a phenomenological soot model to better model the physical and chemical processes of soot formation in Diesel fuel combustion. This hybrid model features that the effect of turbulence on the chemical reaction rate was considered in soot oxidation. Soot formation and oxidation processes were modeled with the application of a hybrid method involving particle turbulent transport controlled rate and soot oxidation rate. Compared with the original soot model, the in-cylinder pressures, heat release rate and soot emissions predicted by this hybrid model agreed better with the experimental results. The verified hybrid model was used to investigate the effect of injection timing on engine performance. The results show that the new soot model predicted reasonable soot spatial profiles within the combustion chamber. The high temperature gas zone in cylinder for hybrid model case is distributed broadly soot and NOx emission dependence on the start-of-injection (SOI) timing. Retarded SOI timing increased the portion of diffusion combustion and the soot concentration increased significantly with retarding of the fuel injection timing. The predicted distributions of soot concentration and particle mass provide some new insights on the soot formation and oxidation processes in direct injection (DI) engines. The hybrid phenomenological soot model shows greater potential for enhancing understanding of combustion and soot formation processes in DI diesel engines.     

一种研究发动机燃烧过程的多功能可视化实验装置

介绍一种多功能可视化实验装置，本装置包括光学发动机、进气系统、光学系统、数据采集以及控制系统，利用本套装置可以实现对包括纯柴油、柴油/天然气双燃料，醇类燃料以及进气添加惰性气体等多种情况的发动机喷雾，着火以及燃烧特性进行可视化研究，同时本装置还可实现对燃烧过程的燃烧压力进行实时记录，给出全面的燃烧特性分析结果。     

直喷式柴油机喷雾碰壁燃烧过程的计算机模拟

本文以实验和计算机模拟的结果为基础,略去壁面区域复杂的传热、传质及蒸发等物理过程,在汽态喷雾的假设下,建立了以模拟直喷式柴油机喷雾碰壁燃烧过程的燃烧率、NO形成过程为目的数学模型.通过计算结果与实验的比较证明,在汽态假设下,合适的构造子模型可以对该燃烧过程做出模拟.     

An experimental investigation of the combustion process of a heavy-duty diesel engine enriched with H2

This paper investigated the effect of hydrogen (H₂) addition on the combustion process of a heavy-duty diesel engine. The addition of a small amount of H₂ was shown to have a mild effect on the cylinder pressure and combustion process. When operated at high load, the addition of a relatively large amount of H₂ substantially increased the peak cylinder pressure and the peak heat release rate. Compared to the two-stage combustion process of diesel engines, a featured three-stage combustion process of the H₂–diesel dual fuel engine was observed. The extremely high peak heat release rate represented a combination of diesel diffusion combustion and the premixed combustion of H₂ consumed by multiple turbulent flames, which substantially enhanced the combustion process of H₂–diesel dual fuel engine. However, the addition of a relatively large amount of H₂ at low load did not change the two-stage heat release process pattern. The premixed combustion was dramatically inhibited while the diffusion combustion was slightly enhanced and elongated. The substantially reduced peak cylinder pressure at low load was due to the deteriorated premixed combustion.     

预测涡流室柴油机放热规律的一种新方法

提出了由喷油规律预测涡流室柴油机总放热规律和主、副室放热规律的一种新方法。该方法将主室、副室作为一个统一的整体,通过对喷油规律依时间先后次序分段,各分量燃油按各自韦柏规律分别进行预混合燃烧或扩散燃烧,从而可求得总放热规律;考虑主室、副室燃烧差异和容积比变化,将总放热规律按一定的数理关系在主室、副室中进行分配,即或求得主室、副室各自的放热规律。