MULINBUMP复合燃烧系统多次脉冲喷油控制参数的优化研究Ⅱ:5次脉冲喷油控制参数的优化

利用基于微种群遗传算法和改进的KIVA程序搭建的发动机多参数优化模拟平台,开展了MULIN-BUMP复合燃烧系统多次脉冲喷油控制参数的优化研究.主要对5次脉冲喷射的喷油压力、喷油定时、各脉冲油量和脉冲间隔等11个参数进行优化.优化后发动机的油耗降低了25.4%,而NO<,x>和碳烟排放值限制在预先规定的范围内,这说明微种群遗传算法非常适合发动机多参数优化问题的求解.分析优化结果发现,提高喷油压力联合递增式的喷油规律能够显著减少燃烧室内油滴数密度和缸套"湿壁"油量,促进均匀混合气的形成;精确控制后期脉冲喷油时刻,使后期喷油落在燃烧室内,可以充分利用燃烧室凹坑内的新鲜空气,提高燃烧效率.     

应用正交设计法优化大功率柴油机燃烧系统的多维仿真研究

应用正交设计法对大功率柴油机燃烧系统参数进行了多维仿真优化研究,综合考虑了柴油机的进气系统、喷油系统和燃烧室形状等参数,并通过方差分析得出了单因素和交互作用对柴油机动力性的影响规律.研究结果表明:正交设计法可以用于大功率柴油机燃烧系统优化匹配的多维仿真研究,使柴油机的动力性大幅度提高;从燃烧室廓形中提取出的3个参数(喉口半径、锥台角度和凹坑半径)可以作为燃烧室设计的特征参数;以动力性为优化目标时,喷孔数与涡流比的交互作用影响最大,涡流比、油束夹角与锥台角度的交互作用,喷油压力与喉口半径的交互作用的影响次之,喷孔数有一定的影响;最后得出各种交互作用的匹配关系及其对柴油机动力性的影响.     

高强化柴油机涡流比与喷油压力匹配的多维燃烧模拟研究

采用CFD模拟软件FIRE对高强化柴油机缸内工作过程进行了模拟,分析了涡流比和喷油压力对缸内燃烧过程的影响。在此基础上对涡流比和喷油压力进行了综合优化匹配模拟,为小缸径柴油机燃烧系统的设计提供了理论依据。     

二甲基醚燃烧过程及其优化的数学模拟研究（Ⅱ）

用作者建立的DME燃烧过程数学模型对DME燃烧过程优化进行了研究,研究了不同喷嘴,不同喷油提前角和进气涡流比对DME燃烧过程及NOx生成的影响,结果表明,供油提前角对DME燃烧过程的影响变化趋势与柴油类似,喷油提前角减小,NOx排放减小,通过增大喷孔流通截面积提高喷油速率和降低发动机的涡流比可以改善发动机的经济性能,但发动机的NOx排放将会有所增加,优化DME燃烧过程措施是燃烧经济性和NOx排放的折衷。     

基于BP神经网络与遗传算法的高压共轨柴油机喷油器结构参数优化研究

利用AVL-FIRE软件对TBD234高压共轨柴油机燃烧过程进行数值模拟,采用L16（54）正交试验作为BP神经网络的训练样本,建立喷油器主要结构参数与柴油机的燃油消耗率、NOx排放、SOOT排放之间的非线性映射关系,以燃油消耗率为优化目标,同时保持较低的NOx和SOOT排放水平,结合遗传算法进行寻优计算,获得了喷孔直径、喷孔个数、喷射夹角和喷油提前角4个参数的最优组合。     

某高压共轨柴油机非道路国三排放控制研究

对某型高速柴油机采用电控高压共轨技术方案,分析燃烧室的几何形状对柴油机缸内燃烧的影响,借助Fire软件对燃烧室进行仿真分析,模拟缸内燃烧温度、燃油当量比分布等,设计满足高混合速率的凸台燃烧室,以优化共轨柴油机缸内燃烧过程。结合台架标定试验,对共轨系统燃油喷射策略进行优化和调整,包括柴油机所有工况的喷油规律、喷油压力、喷油持续期等,通过降低缸内最高燃烧温度来降低NOx的生成量,通过提高燃油喷射系统的喷射压力和推迟喷油等措施改善油气混合,降低PM、HC和CO排放,使该型柴油机排放指标满足非道路移动机械国三排放的标准要求,动力性和经济性良好。     

某四缸乘用车柴油机燃烧系统的设计优化

介绍了长城汽车研发的一款高性能"2.0VGT"柴油发动机燃烧系统的设计优化过程,通过模拟计算发动机整个工作过程,对进排气系统和进气道形状、气流运动形式、喷油器喷雾特性、燃烧室形状进行多方案优化选型。研究不同工况下,喷油规律(次数、喷油间隔、每次喷油量、喷油时刻)、喷油器特性(喷孔数量、喷孔直径、喷油压力、喷油锥角)的喷雾特性(油滴细化程度、贯穿度)对发动机性能、排放和油耗的影响规律。并对发动机实现国Ⅴ排放要求,对所需要的喷油系统特性及燃烧室形状进行研究。     

MULINBUMP复合燃烧系统多次脉冲喷油控制参数的优化研究Ⅰ:发动机参数优化模拟平台的建立

在MULINBUMP复合燃烧系统多次脉冲喷油控制参数的优化过程中,利用一种高效全局智能寻优方法--微种群遗传算法,并结合发动机三维数值模拟程序KIVA,建立起一个发动机多参数优化模拟平台.为提高模拟精度对标准的KIVA程序进行了改进,引入KH-RT雾化模型、层流和湍流多莺特征时间尺度燃烧模型、Hart和Reitz传热模型以及Hiroyaau和Nagle碳烟排放模型来模拟柴油机多次脉冲喷雾、燃烧、壁面传热及排放过程,同时增添改进的Shell自燃模型来模拟着火过程.计算结果表明,采用改进的KIVA程序计算的喷雾贯穿距、缸内压力、着火时刻、燃烧放热率以及NOx和碳烟排放更接近试验结果;用改进的KIVA程序能够较好地模拟柴油机多次脉冲喷雾和燃烧过程,为进一步利用三维数值模拟计算来指导多脉冲喷油控制参数的优化奠定了基础.     

电站锅炉全局优化智能配煤模型的建立及系统开发

建立了应用于电站锅炉的全局优化智能配煤模型.该模型在多目标优化数学模型的框架下,运用模糊数学方法构建目标函数和遗传算法(GA)寻优,利用神经网络实现混煤燃烧特性的预测.为提高GA的寻优性能,应用正交设计法和自适应罚函数对简单GA进行改进,建立了基于自适应罚函数的正交遗传算法优化配煤模型.在此基础上,开发了智能配煤系统并应用于某电厂优化配煤,提高了电厂配煤的自动化和智能化水平,具有较好的应用前景和示范作用.     

CZ175F-1型柴油机燃烧过程数值模拟研究

以CFD软件为计算平台,对CZ175F-1型直喷式柴油机在额定转速工作下进行了缸内燃烧过程的模拟计算,研究了不同喷油夹角、喷油提前角以及不同的进气涡流比对燃烧过程各参数的影响,并提出了优化建议。     

高压共轨柴油机怠速工况喷射控制参数匹配研究

为优化高压共轨柴油机的怠速性能,以降低油耗、NOx排放以及烟度为优化目标,采用正交试验法对一台共轨柴油机怠速工况下的喷射控制参数进行了匹配试验研究。结果表明：在怠速工况下,喷射控制参数对柴油机油耗影响的主次因素依次是怠速值、喷油提前角、轨压;对NOx排放影响的主次因素依次是轨压、喷油提前角、怠速值;对烟度影响的主次因素依次是喷油提前角、轨压、怠速值。不同优化目标下的喷射控制参数最优组合也可由正交试验分析得到。     

Engine combustion and emission fuelled with natural gas: A review

Natural gas (NG) is one of the most important and successful alternative fuels for vehicles. Engine combustion and emission fuelled with natural gas have been reviewed by NG/gasoline bi-fuel engine, pure NG engine, NG/diesel dual fuel engine and HCNG engine. Compared to using gasoline, bi-fuel engine using NG exhibits higher thermal efficiency; produces lower HC, CO and PM emissions and higher NOx emission. The bi-fuel mode can not fully exert the advantages of NG. Optimization of structure design for engine chamber, injection parameters including injection timing, injection pressure and multi injection, and lean burn provides a technological route to achieve high efficiency, low emissions and balance between HC and NOx. Compared to diesel, NG/diesel dual fuel engine exhibits longer ignition delay; has lower thermal efficiency at low and partial loads and higher at medium and high loads; emits higher HC and CO emissions and lower PM and NOx emissions. The addition of hydrogen can further improve the thermal efficiency and decrease the HC, CO and PM emissions of NG engine, while significantly increase the NOx emission. In each mode, methane is the major composition of THC emission and it has great warming potential. Methane emission can be decreased by hydrogen addition and after-treatment technology.     

柴油/天然气发动机燃烧系统协同优化方法

采用KIVA-3V软件耦合多目标遗传优化算法NSGA-3,开展了柴油/天然气双燃料发动机的引燃柴油喷射参数、运行参数和燃烧室结构参数的协同优化研究.将湍流火焰速度封闭模型(TFSC)与PaSR燃烧模型耦合,建立柴油/天然气双燃料发动机复合燃烧模型.结果表明:复合燃烧模型能较好地模拟柴油/天然气发动机的燃烧过程;采用KIVA3V-NSGA3程序进行了双燃料发动机运行参数、喷射参数等多目标参数的协同优化;多目标参数优化结果的数据对比分析揭示了设计参数对目标参数的影响规律;涡流比和喷射参数的变化会对燃烧室内温度、NOx和CH4的分布产生较大影响.     

正交设计在柴油机性能改进研究中的应用

本文通过正交设计在柴油机改善经济性和控制机械负荷的多因素多指标试验研究中的应用实例，说明正交设计在减少试验工作量和迅速获得最佳方案等方面的指导作用。     

柴油机高压共轨喷射系统参数对燃烧和排放性能影响的研究

利用AVL-FIRE软件建立TBD234柴油机高压共轨燃烧过程仿真计算模型,通过仿真计算,系统分析了喷射系统主要参数对柴油机高压共轨燃烧和排放性能的影响。最后进行了试验验证,结果表明,仿真值与试验值基本吻合。研究结果为柴油机高压共轨喷射系统参数的优化设计提供了可靠依据。     

Exergy analysis of small DI diesel engine fueled with waste cooking oil biodiesel

ABSTRACT

This study investigates the merits of exergy analysis over energy analysis for small direct injection (DI) diesel engine using the blend of waste cooking oil biodiesel and petroleum diesel. Taguchi’s “L’ 16” orthogonal array has been used for the design of experiment. The engine tested at different engine speeds, load percentages, and blend ratios, using the waste cooking oil biodiesel. Basic performance parameters and fuel input exergy, exergetic efficiency (second law efficiency), exergy associated with heat transfer, exergy associated with the exhaust gas and destruction of exergy are calculated for each blend of waste cooking oil biodiesel and diesel. Results show that the optimum operating conditions for minimum brake-specific fuel consumption (BSFC) and exergy destruction are achieved when engine speed at 1900 rev/min, load percentage is 75%, and the engine is fueled with B40.     

缸内燃烧过程模拟在GDI发动机设计中的应用

利用AVL-Fire软件对开发中的某GDI发动机缸内的流动、喷雾、点火燃烧等过程进行了模拟分析。对缸内滚流、雾化效果等进行了评估,并就气道设计,喷油器选择以及正时调整等方面给出了工程优化建议。     

油泵凸轮设计对单缸直喷柴油机喷油过程的影响

本文以国产 1115型单缸直喷柴油机为例 ,介绍一种应用喷油过程分析软件改进喷油泵凸轮设计的方法 ,通过增大喷油泵凸轮升程、采用切线函数凸轮并优化预行程的方式 ,在不改变喷油泵安装尺寸的前提下 ,可提高喷油压力和喷油速率 ,改善柴油机低速工作稳定性 ,使喷油系统与柴油机匹配更合理     

C6121ZLD62电站柴油机性能改进与国产化

介绍了C6121ZLD62型电站柴油机性能改进和国产化的过程。为了满足市场对低油耗、低成本和高可靠性发动机的需求,对喷油泵、喷油器和增压器进行了国产化替代,成功开发出了满足设计要求的产品。     

多次喷射控制策略对发动机性能排放影响的试验研究

为了研究多次喷射对发动机性能排放的影响,在一台电控高压共轨柴油机上布置了测试系统,详细研究了喷射策略对发动机性能排放的影响,并深入研究了预喷、后喷对发动机燃烧过程的影响。通过对喷射控制策略进行优化,进一步降低了发动机排放。