液态LPG喷射发动机混合气分层构造的数值模拟

提出了电控液态LPG喷射发动机通过采用前端向内弯曲的进气道和向内呈渐缩形布置的隔板,同时配合使用凹面弯曲活塞顶的结构实现分层稀薄燃烧的方法。使用60％（摩尔比）丙烷和40％（摩尔比）正丁烷的混合气作为LPG燃料,在查找、计算、建立LPG混合气自0K至临界温度的13种物性参数的数据库后,利用Fortran语言编写了描述LPG的物化特性的自定义函数,导人到通用CFD软件Fire中,考虑到LPG的闪急沸腾现象,修改了Fire自带的蒸发模型。对发动机部分负荷下的分层混和气形成过程进行了数值模拟,通过缸内速度矢量图和燃料浓度场的分布,分析了缸内滚流和混合气分层构造的形成过程。     

滚流强度对LPG发动机混合气形成的影响

通过与实验结果比较,在验证了所提出解析方法可行性的基础上,采用计算机数值解析方法研究了两种不同进气阀升程曲线下,火花点火进气道LPG喷射发动机的缸内滚流强度和不同燃料喷射期时对分层混合气构造的影响.结果表明:滚流在压缩行程初期形成,在接近压缩过程上止点时,虽然燃烧室中心区域依然残存部分滚流,但其它区域滚流已经畸变、破碎成众多小尺度涡流.并且在较小的进气阀升程曲线下的进气过程形成的滚流强度也较大,此时冉配合在进气行程中后期喷射更容易形成分层混合气构造.     

液态LPG直喷发动机混合气形成的数值解析

首先数值解析了缸内电控直喷汽油机的混合气形成过程,并且与光学纹影实验结果比较,验证了解析方法的可行性。在此基础上,分别考察了电控LPG直喷发动机曲面活塞顶燃烧室和凹坑型活塞顶燃烧室在部分负荷工况下混合气的形成过程。结果表明:在部分负荷下、压缩行程后期喷射时,由于缸内滚流的作用,两种不同形状活塞顶的燃烧室在接近压缩终了时,缸内混合气都能呈明显分层构造,即在火花塞附近聚集了较浓的混合气,而离火花塞较远处则是较稀的混合气,整个燃烧室的空燃比达到40∶1。     

增程式电动汽车用二冲程LPG直喷发动机混合气形成过程的数值解析

利用LPG携带和存储方便、易于蒸发汽化的燃料特性,选定二冲程LPG直喷发动机作为轻型电动汽车在增程模式下发电机组的动力源。在验证计算方法的可行性后,使用Fire V2011软件,优化不同工况时燃料的喷射开始时刻,并进一步数值解析在选定的不同LPG喷射开始时刻、不同转角时的缸内混合气速度场和浓度场。结果表明:无论是启动、暖机工况(2 000 r/min),还是发电机组工况(4 800、6 000 r/min),在排气口关闭(73℃A ABDC)时,新鲜混合气被锁定在气缸内,并且在相应的火花塞点火时刻,缸内都会形成较理想的均质理论混合气。     

醇类燃料用于车用汽油机的试验研究

本文就甲醇汽油掺合燃料的互溶问题、蒸发特性和抗爆能力进行了较为深入的探讨,特别对新增溶剂——杂醇的增溶效果及耐水能力进行了深入的研究。文中还介绍了甲醇—汽油—杂醇混合燃料在CA-10B、CA-10C型汽油机及其变型产品上的台架试验资料及实载运行情况,为该混合燃料的推广应用提供了可靠的依据。     

车用汽油机燃用高浓度甲醇燃料的试验研究

本文提出了采用油田伴生气凝析油作为甲醇燃料的低沸点混合组分，通过试验表明开发的Ｍ８５Ｄ燃料具有国外同类添加剂燃料特性，解决了冷起动困难、点燃安全性等问题。台架试验也表明了该燃料良好的动力性和经济性。     

缸内直喷二冲程汽油机均质燃烧过程的数值模拟

缸内直喷二冲程发动机实现均质燃烧的主要问题是在过早喷油时会导致燃油逃逸的现象发生,因此本文采用旋流喷油器,配合高转速,利用AVL-FIRE软件模拟形成近化学计量比的混合气实现均质燃烧。模拟了均质燃烧过程中混合气形成及不同点火时刻燃烧放热率、缸温缸压等随曲轴的变化,结果表明:高转速大负荷下,在ABDC15°CA喷射,BTDC15°CA点火,可以实现均质燃烧模式,从而达到提高发动机热效率和降低排放的目的。     

适应极地气候的管道施工吊管机柴油机冷起动性能的CNG加热系统研究

针对在极地气候对吊管机用柴油机进气道采用加热辅助冷起动技术,即采用压缩天然气（CNG）加热器燃烧加热空气,利用颗粒式热容器,实现对空滤器过来的冷空气加热的目的。加热后的空气通过进气歧管,进入气缸,实现整个进气管路的加热,使得柴油机起动时进入气缸的空气平均温度达到0℃以上,从而确保柴油机在-45℃条件下顺利起动。     

二冲程CNG直喷发动机混合气形成过程数值解析

二冲程发动机具有结构简单、体积小、升功率高、便于维修等特点而应用广泛,良好的混合气质量可显著提升发动机的动力性、经济性及排放特性。文章采用壁面引导式二冲程压缩天然气CNG直喷发动机作为增程式电动车动力源,利用Solidworks建立二冲程CNG直喷发动机三维实体模型,通过光学纹影实验验证了数学模型的正确性,并采用CFD软件FIRE数值解析了不同工况下不同CNG喷射时刻发动机缸内混合气的形成过程,确定最佳燃料喷射时刻,改善缸内CNG-空气混合气质量。结果表明:增程模式下的部分负荷工况(4 800 r/min、60%负荷),CNG喷射时刻为60°～70°CA BTDC时,在火花塞点火时刻(25°CA BTDC)可形成良好的分层混合气,燃烧室内整体空燃比能达到40∶1;冷启动—暖机工况(1 800 r/min、20%负荷)和大负荷工况(4 800 r/min、100%负荷)运转时,在活塞上行排气道关闭前喷射CNG,优化喷射时刻能形成理想的均质理论混合气,且不造成燃料短路。