高速直喷柴油机燃烧系统参数对燃烧性能影响的权重分析

为深入探究高速柴油机燃烧系统参数对燃烧性能的作用机制,采用多维数值模拟方法,研究了高速直喷(HSDI)柴油机喷油系统参数与燃烧室结构参数对燃烧过程的影响规律,并结合缸内燃油蒸气空间分布和油气混合等特性对燃烧系统参数的影响规律进行了分析。为了定量描述油气混合特性,引入了湍流混合速率和混合气浓度方差的概念。另外,采用正交方法开展了喷油系统和燃烧室结构参数对指示功率影响的权重分析。结果表明：对于研究的燃烧系统,柴油机指示功率随燃烧室径深比的增加先增后减,径深比6.4时功率最大,且此时油气混合最均匀。针对不同径深比燃烧室,喷油系统参数对功率的影响权重不同。随着燃烧室径深比增大,喷油压力的影响权重减小。油束夹角的影响权重增大,喷孔数、孔径的影响权重减小。喷油定时的影响权重先减小后增大。     

柴油机电控燃油喷射装置的现状与发展趋势

未来柴油机的燃油喷射装置需不断提高喷油压力、优化喷油定时和喷油规律,机械控制式喷油系统已很难完成这种复杂的调节和控制,采用电子控制技术是燃油喷射装置发展的必然趋势,本阐述了直喷式柴油机电子控制燃油喷射装置的现状和产品发展,目前世界上各大公司都在开发喷油压力高于100MPa的高压电控喷油系统,电子控制泵喷嘴系统由于具有很高的喷射压力,可实现喷油正时、喷油量和喷射速率的最优控制,尤为各国青睐。     

柴油机电控燃油喷射装置的现状与发展趋势

未来柴油机的燃油喷射装置需不断提高喷油压力、优化喷油定时和喷油规律, 机械控制式喷油系统已很难完成这种复杂的调节和控制, 采用电子控制技术是燃油喷射装置发展的必然趋势． 本文阐述了直喷式柴油机电子控制燃油喷射装置的现状和产品发展．目前世界上各大公司都在开发喷油压力高于１００ ＭＰａ 的高压电控喷油系统． 电子控制泵喷嘴系统由于具有很高的喷射压力, 可实现喷油正时、喷油量和喷射速率的最优控制, 尤为各国青睐     

双循环圆液力缓速器叶形参数优化设计

为对双循环圆液力缓速器弯叶片叶形参数进行优化设计,搭建叶栅系统优化设计平台。建立缓速器内流道参数化模型,并通过网格独立性研究对仿真模型可信度进行验证。基于三维流场仿真技术,以叶形包角与工作面内外圆弧半径为设计变量,进行试验设计研究,分析设计参数对缓速器制动性能的影响,构建近似模型,采用多岛遗传算法进行全局优化设计,得到最优的设计参数,并对优化前后缓速器内流场特性与制动性能进行对比分析。分析结果表明：优化后缓速器的制动性能显著提高,制动力矩平均增幅可达42.3%.     

出口压力对柴油喷油器流量特性影响的试验研究

柴油机高压燃油系统中,喷油器内部燃油的高速流动易导致喷孔内部出现空化,从而影响喷油特性。为了研究喷油器的进出口压力对燃油在喷嘴里的流动的影响,设计了一套出口压力可调的试验装置,针对高压共轨喷油器进行了不同出口压力下的喷油规律测量,研究了出口压力对喷油率的影响。试验发现：由于进出口压力差很大,喷嘴内部为空化流动;空化流动时,当入口压力不变时,改变出口背压,喷油率不变化,流动出现阻塞现象;出现空化后,增加出口压力,流量系数增大。     

对置活塞二冲程柴油机双喷油器碰撞喷雾试验研究

为了获得良好的混合气,保证燃烧室形状、喷雾特性及缸内气体流动之间有良好的匹配,针对对置活塞二冲程柴油机燃烧室的喷雾特性,使用纹影法结合图像处理技术分析了喷油器布置方案、喷射压力、定容弹弹体压力和喷油持续期对油束贯穿距离及喷雾空间扩散率的影响。研究结果表明：在喷射压力75 MPa、弹体压力2 MPa、喷油持续期1.5 ms的工况下,双喷油器布置方案与单喷油器布置方案相比,空间扩散率更高,更有利于燃油的雾化;喷射压力的提高有利于燃油在空间的扩散,但近壁区内分布的燃油会随着喷射压力的提高而增加,造成“湿壁”现象;弹体压力过小会使油雾在壁面附近形成浓混合气区域,过大的弹体压力又会使燃油更多集中在中心区域;随着喷油持续期的增加,油束贯穿距离和空间扩散率的增加越来越不明显。     

基于Pareto遗传算法的无后坐炮内弹道多目标优化设计

针对某中口径无后坐炮研制中的内弹道设计问题,将多目标优化的Pareto遗传算法与无后坐炮经典内弹道数学模型相结合,以最大膛压和初速作为优化设计的目标,对药室容积和发射药药量进行了多目标优化设计,提出了一种基于Pareto遗传算法的无后坐炮内弹道多目标优化方法。优化结果表明:所采用的Pareto遗传算法与内弹道相结合是可行的; 利用Pareto遗传算法,所得数个内弹道目标优化解以Pareto前沿面的形式给出,设计人员可根据需要从中选择无后坐炮内弹道的最优设计方案。     

基于适应性权重遗传算法的自航式鱼雷发射管优化设计

为了对自航式鱼雷发射管进行优化设计，采用适应性权重遗传算法解决多目标非线性优化问题。选择发射管长度、体积、重量作为优化目标，通过运用“界限构造法”确定权重和目标函数、适应性罚函数法处理不等式约束，将多目标优化问题转化为单目标优化问题进行处理。以鱼雷自航发射为例进行了模拟计算，仿真结果表明，采用适应性权重遗传算法进行自航式鱼雷发射管的优化设计是有效的，可以为工程实践提供参考依据。     

燃油温度对电控单体泵增压柴油机性能影响研究

为了给柴油机电控系统提供喷油控制参数的修正策略,在1 台电控单体泵式涡轮增压柴油机上进行了燃油温度对柴油机性能影响规律的试验研究。试验结果表明:在一定温度范围内, 随着燃油温度的升高,柴油机的喷油压力和每循环喷油量近似线性地减小、最高缸内燃烧压力近似线性地减小、主燃期会近似线性地增加,最终导致有效功率、排气温度、进气压力近似线性地减小, 有效燃油消耗率近似线性地增加。     

车用柴油机燃油供给系统喷油泵等压出油阀的研究

本文对车用柴油机燃油供给系统喷油泵的等压出油阀进行了试验分析和理论计算。对所设计的等压阀和传统的等容阀的优缺点进行了比较和评价。并根据试验结果分析了等压阀结构参数对喷射性能的影响。还介绍了利用电子计算机对装有等压阀的喷油系统进行模拟计算的数学物理模型及计算与试验结果的比较。     

考虑喷油过程时的柴油机工作过程的变工况计算

喷油过程是影响柴油机燃烧品质的一个重要方面,常用的柴油机性能预测方法没有包括喷油过程的计算,因而使性能预测变得不完全、尤其在对喷油量和喷油规律做出假设时更使计算带有经验性和随意性。本文的主要内容是讨论考虑喷油过程时的柴油机性能预测方法,并以12V150L柴油机为例进行变工况计算并给出相应结果。     

军用大功率柴油机电控高压喷油系统的开发方案研究

对目前的电控高压喷油系统进行全面地分析和比较 ,从而确定适合我国国情的军用大功率柴油机电控高压喷油系统开发方案 ,然后对其进行了开发和实验。结果表明该开发方案比较切实可行     

ZS1100M柴油机双ω型燃烧系统的试验研究

为了改善柴油机喷雾空间分布,提高缸内空气利用率,加强燃烧室内的气流运动,提出了带双ω燃烧室的燃烧系统,并在ZS1100M型柴油机上进行了初步性能试验。研究结果表明：双ω燃烧室的几何形状对柴油机燃烧系统的油耗与排放性能有较大的影响。在额定工况下,57型燃烧室方案的油耗与碳烟排放最低;65型燃烧室方案的NO_x排放与原机相比基本不变,油耗却降低了2.2%,碳烟排放降低了8.3%. 在额定转速下,65型燃烧室的油嘴突出高度在2.6 mm时油耗与碳烟排放性能最优。在转速1 500 r/min下,采用双排喷孔的各方案在中小负荷时油耗均比采用单排喷孔的原机方案要低;适当增加上排喷孔数,减小双ω燃烧室的喉口直径能进一步降低油耗。     

二级增压柴油机压缩比和喷油提前角优化研究

为解决某V型柴油机由单级增压改为二级增压后,最高燃烧压力过高问题,通过GT-Power软件建立柴油机仿真模型,利用试验数据进行校核,仿真研究了喷油提前角和压缩比对二级增压柴油机性能及最高燃烧压力的影响规律。以二级增压柴油机的试验最高燃烧压力作为限制条件,以转矩达到最大为目标,利用GT-POWER中的DOE工具对喷油提前角和压缩比进行联合优化。仿真结果表明：降低压缩比能够有效降低最大转矩点(1 300 r/min)和标定点(2 100 r/min)的最高燃烧压力,压缩比每降低1,最大转矩点最高燃烧压力降低0.8 MPa,标定点最高燃烧压力降低1.16 MPa;得出优化后的压缩比和喷油提前角相对变化值为14.9°CA和4.3°CA. 根据试验机的结构条件,利用试验机在柴油机台架上验证了优化结果的可行性。     

组合式带平段避碰函数凸轮及最优设计

本文构造了一种新型组合式带平段避碰函数凸轮型线,同时具有较大的时面值和较好的动力性能,可以应用于具有苛刻避碰要求的配气系统设计中.给出了型线的设计方法;采用较复杂精确的多自由度动力分析模型,对配气系统进行分析;在此基础上,建立了凸轮型线的动态优化设计模型.算例表明,该型线在着重满足避碰要求的同时,使机构具有大的时面值和较好的动力性能,有利于减小余隙容积,提高内燃机综合性能.优化型线应用于某新机型中,取得了良好的实际效果.     

某柴油机高原使用供油系统调整研究

针对高原条件下柴油机使用暴露出的气缸盖燃烧室烧蚀等可靠性问题,分别进行了不同喷油泵最大供油量和不同喷油器喷嘴结构参数下,柴油机整机性能高原模拟计算与试验研究,得出了高原环境下通过调节供油系统控制柴油机热负荷的方法。通过性能优化模拟计算与试验研究,提出了适当减小喷油泵最大供油量及采用增大喷孔数、减小孔径和减小喷雾锥角的喷油器的供油系统技术状态高原调整方案,降低了柴油机热负荷,提高了柴油机高原条件下的可靠性。采取所确定的供油系统调整方案后,海拔高度4 500 m时,柴油机功率降低27％,其他控制参数均在限制范围内,可满足车辆在高原地区的使用要求。     

碳酸ニ甲酯与柴油混合燃料的互溶性及最佳混合比研究

碳酸二甲酯(DMC)具有含氧量高、沸点低等特点，适合作为柴油机的燃料添加剂。对DMC和柴油的互溶性以及不同DMC添加比例下，对柴油机的动力性、经济性、排放特性进行了研究。实验结果表明：在发动机燃油和燃烧系统不作变动的条件下，在添加比20%范围内随着DMC在柴油中添加比例的增加，排气烟度逐步下降，热效率提高；当添加比例在10% - 20%时，烟度降低40%～50%，热效率增加了1% - 3%，发动机功率降低4%～8%，NOx、HC、CO和C02的排放变化很小。通过研究得出：DMC和柴油的最佳比例为15%；柴油和DMC的添加比在0%～15%范围内二者有很好的互溶性；上述研究对柴油机合理应用含氧燃料有指导意义。     

柴油机混合过程统计建模和概率分析

工程变量多为随机变量,柴油机混合过程有关参数也不例外。因为设计、加工工艺、装配、调试等一系列原因,燃油喷射,缸内空气运动、压缩比在同一型号的柴油机之间和同一台机的各缸之间存在着波动,大量生产和试验研究中用数理统计和概率分析研究参数均值和离散性的变化以及它们对混合过程的影响,有利于控制柴油机的质量稳定性和工作可靠性。本文就混合过程主要参数的统计处理,对混合质量和稳定性的影响程度进行了初步分析,希望有助于柴油机质量的提高和稳定。