预混氢气层流燃烧速度的数值模拟

为探讨燃烧模型对预混氢气层流燃烧的适用性和使用方法,采用CFD仿真软件对氢气层流燃烧进行了数值模拟,通过校核与验证方法得到了当量比范围在0.5～1.2条件下正确计算氢气燃烧过程的网格尺寸为0.4 mm、时间步长为0.01 ms、收敛准则为10-4.应用TFSC燃烧模型的控制参数与温度、当量比的拟合关系获得的计算数据和试验数据具有较好的一致性.采用该方法可以正确计算常压下、温度范围300～900 K、当量比范围0.5～1.2的预混氢气层流燃烧速度,补充了高温条件下试验数据的不足.     

柴油机密集喷雾特性研究

为了研究柴油机高喷射压力、高背景压力下的密集喷雾特性,自行设计了喷雾模拟试验装置.利用电控单体泵喷油系统和高速摄影系统,获得了柴油喷雾发展图片,总结分析了密集喷雾的总体结构特征.并根据高喷射压力、高背景压力试验条件对广安喷雾贯穿距离计算公式进行了修正.根据试验数据,选用KH-RT破碎模型对喷雾过程进行仿真,通过模型常数分析,提出了KH-RT模型的改进方法,即原来认为是常数的C2(作为调整破碎时间的常数),在改进后随喷油规律变化,使仿真结果有了很大改进.     

基于GT-Power的BN6V87QE汽油机性能优化仿真

应用GT-Power软件建立了BN6v87QE汽油机整机结构和燃烧仿真计算模型,利用该模型对发动机的原进气歧管部分结构参数、配气相位、空燃比和点火提前角电控参数进行了匹配计算．实验验证了该仿真计算模型的计算结果与原机有很好的一致性,在此基础上,对BN6V87QE汽油机配气相位、空燃比和点火提前角电控参数进行了优化计算,试验证明发动机的性能得到了改进．     

利用水模拟装置进行发动机进气涡流的激光测量及强度评价

采用在进气门上方安装旋流器的方法产生进气涡流 .针对 150单缸柴油机设计一个透明的水模拟装置 ,同时利用粒子速度场仪对不同旋流器在模型内产生的流场进行测量 .通过处理流场的速度数据 ,提出一种进气涡流强弱的评价方法 ,以便对比不同气门升程、不同位置的气缸横截面及使用不同结构旋流器时的进气涡流的强弱 ,进而选出较合适的旋流器进行实机实验 .通过水模拟试验来比较旋流器产生涡流的强弱是可行的 ,所提供的方法对于筛选旋流器具有指导意义 .     

高压共轨燃油喷雾PIV测试研究

对所获得的高压共轨燃油喷雾PIV测试图像进行了处理及分析,获得了喷雾表面波动结构、表面分裂雾化、分裂长度、喷雾局部涡旋等定性分析结果,使用PIV测试系统分析软件INSIGHT进一步处理喷雾图像, 获得了喷雾场液滴速度等信息。     

高压双电磁阀喷油系统开启压力试验研究

为了实现对高压双电磁阀喷油系统喷油开启压力的精确和高效控制,选择控制参数作为试验因子,采用正交试验设计和极差分析方法对开启压力变化进行台架试验。试验结果表明:喷油正时与供油正时凸轮转角差Δφ、喷油正时和曲轴转速对开启压力的影响程度依次减弱。开启压力随Δφ近似呈线性(斜率为k)增长,当喷油正时(以凸轮转角计)在61°~91°范围内,k随喷油正时的增大而增大;喷油正时在91°~101°范围内,k基本维持不变。开启压力随喷油正时增大到喷油临界正时(在Δφ分别为5°、10°和15°时,对应的喷油临界正时为71°、81°和91°)后,维持在小范围内波动。开启压力随曲轴转速的增加在小范围内波动,在曲轴临界转速(喷油正时分别为61°、81°和101°时,对应曲轴临界转速1 800、2 000和1 800r/min)时开始明显减小。     

高效增压直喷氢内燃机近零NOx排放试验优化

基于一台2.0 L涡轮增压直喷氢内燃机，试验了稀薄燃烧下直喷氢内燃机的近零排放(NO_x排放小于20×10^-6)工作特性，在中高转速(2 000～3 500 r/min)下，近零排放时平均有效压力均达到1 MPa以上，相比于自然吸气状态，动力性提升了2.6倍．进一步针对不同喷氢相位和喷氢压力进行了全工况研究，结果表明：当喷氢结束角为80°CA BTDC时，在近零排放边界下，可以同时达到最大的平均有效压力和最高有效热效率．优化后的近零排放氢内燃机最高转矩达到204 N·m(2 500 r/min)，最大功率提升至72 kW(3 500 r/min)，最高有效热效率达到41.5%(2 000 r/min)；可在全转速工况下实现乘用车常用工况范围的近零排放．提出的优化方法可以指导高效近零排放氢内燃机控制策略的开发．     

连续燃烧分缸工作型发动机理论热力循环分析

连续燃烧分缸工作型发动机因其热效率及功率密度高，振动及噪声小，未来将在小型无人机及鱼雷上具有很好的应用前景。该型发动机将压缩、燃烧和膨胀过程分缸进行，同时使用进气掺水、不等缸径、回热器和连续外燃技术，被认为具有极高的热功转换潜力，但目前缺乏对其热力循环的研究，导致在发动机设计过程中缺乏理论指导。将发动机各工作阶段等效为定温压缩、定容加热、定熵膨胀、排气放热与回热共5个工作过程，构建出新型理论热力循环并推导出指示热效率公式。研究结果表明：指示热效率主要由工质热物性、压缩比、膨胀比和回热率决定，增大压缩比或降低膨胀比均可提升指示热效率；应用定温压缩后可扩大回热温差，提升指示热效率，同时还可保持较低的缸内温度和压力；该型发动机热效率及可靠性较传统汽油机、柴油机具有显著优势，发动机指示热效率可达65%以上。