双层分流燃烧室内空间利用和喷雾分布的研究

应用可视化方法测试了不同喷油参数条件下3种双层分流燃烧室内的燃油喷雾扩散过程,探讨燃烧室的碰撞台、燃烧空间容积比例、燃烧空间形状等结构特征以及喷油压力和喷油正时等喷油参数对燃烧室内空间利用和燃油喷雾分布的影响.结果表明:提高喷油压力和提前喷油正时均增大了燃油喷雾的分布范围,提前喷油正时使燃油喷雾更早地进入了顶隙空间,降低了燃烧室结构对燃油喷雾分布的影响,但燃烧室的空间利用率下降;降低碰撞台位置和增大上层燃烧空间容积有利于燃烧室顶层空间的利用;剥离面可以促进下层燃烧空间内燃油喷雾的扩散;上层燃烧空间采用凸圆弧底面使燃烧室顶层区域在较早喷油正时时获得了较好的利用.     

低速二冲程双燃料船用主机气缸润滑油自燃引发不正常燃烧问题的研究

介绍了低速二冲程双燃料船用主机的发展现状,指出气缸润滑油自燃引发不正常燃烧是限制其平均有效压力pme提高的关键因素。研究表明:双燃料主机气缸油自燃引发不正常燃烧的内因有两方面:主机结构特征及工作特性,气缸油破碎、蒸发及自燃特性;而主机工况条件、引燃喷射正时等控制参数、过量空气系数、预混合气均匀度、气缸油消耗率、气缸套表面状况等外因,则是气缸油自燃的触发条件。建议在此基础上开展低速二冲程双燃料船用主机的研发工作。     

中国气体燃料资源及开发利用前景展望

在经济发展迅猛、能源紧缺、环境恶化等因素的共同驱动下,中国对气体燃料发动机的需求非常紧迫。为此,分析了中国常规天然气、煤层气、垃圾填埋气、页岩气等轻质气体燃料的资源分布、开采及利用状况,认为大量的气体燃料资源储备为中国气体燃料发动机的发展提供了契机。然而,对我国动力行业的发展水平及规模的分析结果表明,目前我国气体燃料发动机的技术水平和制造规模都远远落后于发达国家,缺乏竞争力,满足不了国内市场的需求。进而,对气体燃料的开发利用和气体燃料发动机的发展提出以下建议:1健全煤层气利用设施,推动煤层气产业的发展;2规范市场,优化资源利用比例,提高气体燃料的利用效率;3加快对气体燃料发动机的研究,在中远期能源和动力发展规划中要高度重视我国气体燃料发动机核心关键技术和制造水平的迅速提高;4针对不同的气体燃料,优化气体燃料发动机的性能。     

直喷式柴油机高强化燃烧新技术的研究

本文介绍了在4气门1135型直喷式试验机上采取提高混合气形成质量、组织稀薄均质预混合燃烧方式，控制在上止点着火等措施获得理想放热规律，取得了经济性和排放性全面改善的效果。同时还介绍了模拟增压试验，不同增压比、气门重叠角、喷测定时及喷孔尺寸等实验研究。结果表明：适当提高增压比和加大气门重叠角，是柴油机强化燃烧的重要措施。     

用在线乳化技术实现柴油机低温燃烧的研究

使用自制在线乳化装置,在单缸135型试验机上进行了在线乳化台架试验,探索出不同负荷下掺水比对燃烧特性、燃油耗率、NOx及碳烟排放的影响;在相同掺水比下进行了与乳化油柴油、进气道喷水方式的性能对比试验。研究表明：在线乳化具有与乳化柴油方式的同样效果,并且可获得燃油耗率、NOx和碳烟排放同时降低的综合性能。     

第三代伞状喷雾的分布特性及多片喷雾系统的应用研究

为解决前两代伞状喷雾在高背压下贯穿距不足的问题,借鉴碰撞喷雾方式,提出了第三代伞状喷雾概念。通过高速摄影对喷雾的分布特性进行了研究,结果表明:喷雾具有贯穿距可设定、扩散度高、空间分布均匀等特点。为避免碰撞后二次油束雾线相互干涉,又提出了一种多片喷雾概念,并在单缸四气门135柴油机上对多片喷雾燃烧系统进行了初步的性能试验,结果显示:系统能够有效地促进缸内均质混合气的形成;在供油提前角为19°CA时,全负荷范围内柴油机的油耗和碳烟排放均较低。     

低速二冲程发动机气缸润滑油蒸发特性

针对气缸油液滴自燃引发双燃料机不正常燃烧的问题,本文应用挂滴式蒸发装置研究了气缸油和气缸油基础油液滴的蒸发特性,分析了环境温度、油滴初始直径对气缸油和基础油蒸发过程的影响规律。结果显示:在高温条件下气缸油液滴变形并爆破;气缸油的主要成分—150 BS光亮油也有明显的液滴爆破现象,而400 SN精制油无液滴爆破现象发生;气缸油液滴的生命周期与环境温度、液滴初始直径、基础油成分紧密相关,环境温度提高、液滴尺寸减小、精制油成分增加,均会缩短油滴的生命周期。     

气体燃料船用主机预燃室组件瞬态温度场分析

为了分析气体燃料船用主机预燃室组件的热负荷状态,采用流固耦合方法对预燃室组件进行瞬态温度场分析。应用三维CFD软件对某型号中速四冲程气体燃料船用主机的缸内工作过程进行数值模拟,得到预燃室主要表面的瞬态热边界条件,将热边界条件映射到有限元面单元,进而通过有限元计算分析出在稳定工况下主机预燃室组件瞬态温度场的变化历程。计算结果表明:预燃室组件的最高温度出现在喷孔表面附近,且预燃室各部位温度波动不同,尤以喷孔表面处温度波动范围最大。这些都是引起预燃室组件热损伤不可忽略的因素,在对预燃室组件进行结构优化时,应着重考虑喷孔部位。     

气体燃料船用主机工作过程三维数值模拟

为了实现高效稀燃,纯气体燃料船用主机需要采取预混合气的"分区控制、湍流激扰"来保证可靠点火和快速火焰传播。设计了某型号气体燃料船用主机的燃烧系统。应用三维CFD软件对其工作过程进行了数值模拟分析,研究了缸内流场变化、燃料-空气混合过程、点火和火焰传播过程,分析了预燃室内燃料加策略。研究为主机的燃烧系统设计和加浓喷射策略设计提供了初始数据支撑。研究结果表明:在点火时刻,主机预燃室内形成了当量比为1.05的稍浓混合气,有利于稳定点火和火焰快速传播;点火后,经由预燃室喷孔喷出的引燃火焰在主燃室内迅速扩展,在50°CA内即完成主燃烧。