喷气式可变涡流进气系统对柴油机废气排放的影响

设计了一种喷嘴在螺旋进气道内喷射空气的可变涡流进气系统———喷气式可变涡流进气系统。研究了该系统对柴油机有害气体排放物的影响。试验结果表明,该系统在不影响进气充量系数的情况下,对柴油机有害气体排放量影响显著。其根本原因在于系统对气缸内涡流强度的改变直接影响了燃料、空气的混合和燃烧。对于涡流强度与燃烧不相匹配的发动机工况,喷气式可变涡流进气系统可以有效地降低有害气体排放量。     

双层喷油器锥角对双燃料发动机性能的影响

在一台6缸增压中冷重型柴油引燃天然气发动机上,试验研究了不同喷射参数下,不同规格的双层喷油器对燃烧、排放及经济性的影响。自行设计并加工了两种不同规格喷射锥角的双层喷油器,分别为双层142°锥角(喷油器1)和上层153°、下层119°锥角(喷油器2),分别与喷油时刻(17～31°CA BTDC)、喷油压力(70、140 MPa)相匹配,保持天然气能量替代率为90%,分析了转速为1656 r/min,25%负荷(B25工况)情况下两种喷油器对边界条件变化的敏感程度。结果表明:B25工况下,两喷油器对应的燃烧相位、热效率、排放随喷油时刻的变化规律与随喷油压力的变化规律基本相同;采用喷油器2可以获得更高的热效率和更低的THC排放,同时燃烧相位比喷油器1提前,着火延迟期和燃烧持续期也相对更短,燃烧速度更快;相对于70 MPa的喷油压力,采用140 MPa的喷油压力,仅使最佳喷油时刻延后,对热效率和排放的最优值影响不大。     

YC4112Z_LQ增压中冷柴油机排气再循环冷却器的设计计算

提出了利用微软开发的ExcelXP应用软件计算换热器的方法。该方法可快速、反复、精确计算冷却器各结构参数,分析各参数对冷却器性能的影响。采用经验公式并根据EGR冷却器的自身特点,为YC4112ZLQ增压中冷柴油机设计了EGR冷却器,并进行了流阻校核计算。给出多个实用的计算公式和该柴油机EGR冷却器的主要结构参数:热面积S=0.196m2、换热管管长L=0.55m,管径r=7mm及其排列形式等。     

氧化催化转化器对降低柴油机微粒排放的影响

试验研究了3种替代贵金属催化剂的氧化催化转化器对柴油机微粒排放的影响。同时研究了催化转化器的净化效率、低温起燃性以及高温时抑制生成硫酸盐颗粒的能力。试验证明:V-Mn-Cs/-γAl2O3/堇青石蜂窝陶瓷(CC)催化转化器具有良好的净化效率,可以替代贵金属催化器;V-Mn-Cs/-γAl2O3/CC催化转化器具有很好的低温起燃性和高温抑制生成硫酸盐颗粒的能力;对该催化转化器进行了30 h的效率考察试验,其净化效率保持在较高水平。     

基于L系统和三维Morphing的器官生长建模

为解决植物器官生长过程中的变形问题,提出一种基于L系统和三维Morphing的器官生长建模方法。该方法以L系统描述植物的拓扑结构,以三维Morphing模拟植物叶片和果实的变形过程,并根据花的特殊结构引入一种模块化建模方法以实现花的开放过程。以辣椒为例展示建模过程,实验结果表明,该算法能解决植物器官变形问题,提高建模效率。     

冷却液温度对柴油机起动首循环燃烧的影响

冷却液温度是柴油机起动过程中影响失火与燃烧不稳定性的重要因素。喷油首循环的燃烧对后续工作循环着火有较大影响。为了分析冷却液温度对柴油机起动首循环燃烧和排放的影响规律，利用基于循环控制的柴油机起动过程燃烧、排放测控系统，在一台单缸直喷式柴油机上进行了试验研究。试验结果表明冷却液温度对柴油机起动首循环燃烧的稳定性有较大影响。提高冷却液温度对于消除起动过程首循环燃烧状态的不稳定性具有较明显的作用。冷却液温度较低时，使着火滞后期增长，很容易导致失火或不完全燃烧现象，生成较高HC排放。试验也验证了所建立的测控系统为研究柴油机起动过程提供了一种有效的测试手段。     

利用进气反吹缸内燃烧再生的柴油机微粒过滤器

开发了一种以耐高温滤袋为过滤元件的柴油机排气微粒过滤器系统。采用相同的两个滤袋,一个用于过滤柴油机排气中的微粒,把微粒沉积在滤袋的外表面,另一个利用自然进气流反方向把已沉积在滤袋外表面的微粒吹掉,使微粒随进气流再回到气缸内,在燃烧室中燃烧,达到袋滤器再生的目的。通过系统中各阀门的开关保证二个滤袋在规定的时间间隔按"过滤"和"再生"模式轮换工作。所开发的系统在一台单缸柴油机上进行了验证性试验。结果表明,袋滤器能保证90%的过滤效率。在过滤时间和再生时间相等的稳定工况下,可保证袋滤器的阻力不超过允许值。当再生间隔为10 min时,维持最大过滤阻力为13.3 kPa。这表明进气过程不仅能把滤袋捕集的微粒重新吸回气缸中,而且微粒能在燃烧室中烧掉,使滤袋不需辅助手段自行再生。     

直喷式柴油机起动过程排放历程分析

柴油机冷机起动排放高于热机起动,为了分析其排放的变化历程及形成原因,利用瞬时转速及燃烧测试系统,在直喷式柴油机上进行了冷机与热机起动对比试验。试验结果表明,冷机起动整个过程中供油量较高,导致冷机起动总体排放量比热机高。冷机起动初始期失火循环和燃烧不完全循环以及过渡期滞后燃烧循环较多,导致这两个阶段的HC和CO排放明显升高。降低起动供油量,减少在起动初始期和过渡期产生的不完全燃烧和失火循环,是降低柴油机起动过程排放、进行燃烧过程优化控制的重点。     

柴油机缸内燃油分布特性

应用商用CFD模拟软件FIRE针对YD4A75-C3电控共轨柴油机实际工作过程中的燃油分布特性进行了深入研究。结果表明:燃油喷入缸内后迅速发生雾化,形成燃油蒸汽,其在射流动能的推动下向燃烧室壁面、凹坑及余隙内进行扩散。燃油在运动过程中,缸内燃油分布区域较为集中,分布的空间体积较小,燃油浓度分布存在严重的不均匀性,基本以高浓形态存在于缸内。同时,未燃燃油吸收了较多燃烧过程所释放的热量,燃烧前已具有较高的基础温度,进一步促进了局部高温区域的产生及有害排放物的生成。