不同海拔条件下柴油机撞壁喷雾燃烧特性的可视化研究

使用定容燃烧弹模拟一款重型柴油机在海拔0m、3 000m和4 500m条件下运行时缸内的热力学状态,利用多种成像技术实现了撞壁燃烧过程的可视化,研究了不同海拔对撞壁喷雾燃烧的高温着火、火焰传播和碳烟生成特性的影响。结果表明,海拔从0m升高到4 500m,撞壁着火延迟从0.55ms延长到0.88ms,撞壁着火距离从20.38mm增大到26.87mm,高海拔对撞壁着火过程有明显的抑制效果;撞壁火焰呈现圆盘状火焰形态,火焰发展进入稳定阶段后,由于前锋区域的涡流强度增大,撞壁火焰铺展高度、撞壁火焰铺展宽度和撞壁火焰面积都随海拔升高而增大,但在火焰发展初期,由于撞壁平板的冷却作用,撞壁火焰尺寸在海拔升高到4 500m时减小;空间积分火焰亮度和时间积分火焰亮度均随海拔升高而增大,海拔升高到4 500m时碳烟生成速率和氧化速率均增大。     

基于K-means和K近邻的DPF设备故障分类算法

DPF(柴油微粒过滤器)在使用过程中,由于灰分积累、使用不当等原因易造成DPF堵塞等故障,现有的数据采集设备无法直接反映出设备是否发生故障。针对这一问题,提出了一种基于K-means和KNN的DPF故障分类算法。在K-means++选择初始聚类中心的基础上引入了阈值限定D0,以降低同类型样本被选为后续聚类中心的概率。其次,为了保证聚类数目的真实性,采用层次分析法辅助初步确定聚类参数k,并利用轮廓系数和交叉验证来评估模型。KNN模型利用已分类的样本对来自不同厂家的混合测试样本进行预测,实验结果表明,其预测准确率达到了90%以上,基本实现了DPF设备故障属性分类,为后续维护工作提供了可供参考的依据。     

高强化机车柴油机组合活塞热弹性接触分析

零件之间的接触与配合问题在内燃机零件强度和可靠性设计中是一个迫切需要解决的重要问题。本文以机车柴油机钢顶铝裙组合活塞为对象，建立组合活塞钢顶-铝裙-连接螺栓-活塞销的四体接触计算模型。采用该模型对组合活塞在预紧工况、最大惯性力工况、最大气体爆发压力工况下进行了三维热弹性接触有限元分析，根据Von—Mises屈服条件对活塞疲劳强度进行分析，以确定组合活塞的受力薄弱环节，从而改进组合活塞的结构设计，为改进其设计工艺和提高其工作可靠性提供理论依据。     

柴油机捕集器结构参数对不同粒径微粒过滤特性的影响

基于孤立捕集体对柴油机排气微粒的微观捕集机理、单个多孔介质过滤层对微粒的宏观捕集模型和壁流式捕集器的微粒过滤机理,建立整体壁流式柴油机微粒捕集器的过滤模型,研究捕集器结构参数对不同粒径排气微粒过滤特性的影响.结果表明扩散捕集机理在整个微粒捕集中占支配地位,惯性碰撞和拦截机理的作用也不容忽视.粒径在10 nm左右的微粒过滤效率最高,随着粒径的增加过滤效率下降,在0.5um左右达到一个波谷值,粒径继续增大到1 um左右的微粒过滤效率又有所上升,表明扩散、惯性碰撞和拦截机理的复合捕集作用.随着过滤体宏观结构参数孔密度、壁厚、直径和长度的增加,各不同粒径微粒的过滤效率上升幅度各异.随着过滤体微观结构参数壁面孔隙率和微孔孔径的降低,不同粒径微粒的过滤效率都在迅速提高.所得结论对通过捕集器结构参数的优化匹配,以改进捕集器过滤性能具有重要理论意义和实用价值.     

TJ65型径流式涡轮增压器的研制

本文简要介绍ＴＪ６５型径流式涡轮增压器的用途、主要技术指标、结构特点以及性能，并与Ｈｏｌｓｅｔ公司生产的Ｈ系列同类型增压器作了对比。     

关键运行参数对柴油机SCR系统性能的影响

建立了柴油机选择性催化还原SCR系统的仿真模型,提出了尿素分解效率的概念。研究了排气温度、NH₃存储量、NO₂/NO_x、NH₃/NO_x等关键运行参数对NO_x转化率的影响。研究结果表明,随着排气流速的减小和排气温度的增加,尿素分解效率总体呈升高趋势。进行了不同温度下NO_x转化率的评价试验研究,仿真结果和试验结果吻合良好。随NH₃存储量的增加,NO_x转化率呈上升趋势。随排气温度的升高,NO_x转化率持续上升,当温度超过某一值后趋于稳定。随NO₂/NO_x的增加,NO_x转化率逐渐上升,当NO₂/NO_x超过50%后,NO_x转化率则有所下降;NO_x转化率随NH₃/NO_x的增大而上升,当排气温度较高时,其影响较为明显。     

共轨柴油机燃用不同配比生物柴油的性能与排放特性

对某共轨柴油机燃用石化柴油、生物柴油及其混合燃料的动力性、经济性和排放特性进行了研究.在未对原机做任何改动的情况下,分别燃用了0%、5%、10%、20%和100%的5种不同体积配比的餐饮废油制生物柴油与石化柴油的混合燃料,分析比较了不同生物柴油配比对发动机功率、燃油消耗率,以及CO、HC、NO_x和烟度排放的影响.研究表明:共轨柴油机燃用生物柴油与石化柴油混合燃料后,功率略有下降,燃油消耗率有所上升;烟度、CO和HC排放减少,且随着生物柴油掺混比例的升高而降低;NO_x排放上升,且随着生物柴油掺混比例的升高而增加.     

增压器结构参数对非道路直喷式柴油机排放性能的影响

结合某型增压柴油机的开发研制过程,为合理匹配柴油机和涡轮增压器,设计了不同0-0截面积的涡轮壳,不同进口直径的压气机叶轮和不同出口直径的涡轮叶轮.研究了增压器结构参数对柴油机排放和油耗的影响,排放试验参照中国非道路柴油机八工况法.试验研究结果表明,改变涡轮0-0截面面积和压气机叶轮进口直径对发动机排放和油耗影响较大,而改变涡轮叶轮出口直径作用不太明显.综合比较排放和油耗,最终选定方案8增压器与发动机匹配.     

车用柴油机涡轮增压器涡轮BPF噪声的试验研究

阐述了涡轮增压器涡轮BPF噪声产生的机理,针对不同的涡轮壳舌尖与涡轮叶片之间间隙的涡轮增压器进行了噪声测试。试验结果表明:增大涡轮壳舌尖与涡轮叶片之间的间隙可以降低涡轮增压器的涡轮BPF噪声;但对发动机性能有一定的影响。     

非直喷式增压柴油机燃用生物柴油的性能与排放特性

研究了非直喷式增压柴油机燃用柴油一生物柴油混合燃料的性能和排放特性。未对原机作任何调整和改动，研究了不同生物柴油掺混比例的混合燃料对功率、油耗、烟度和NOx排放的影响。结果表明：非直喷式柴油机燃用生物柴油后柴油机功率略有下降，油耗有所上升，烟度大幅下降，NOx排放增加明显。油耗、烟度和NOx的变化均与生物柴油掺混比例呈线性关系，合适的生物柴油掺混比例即可以保持柴油机的性能，又可有效地降低碳烟排放，且不引起NOx排放的显著变化。对于该增压柴油机，掺混生物柴油对外特性下的排放影响最大，影响最小的为标定转速下的负荷特性。不论是全负荷还是部分负荷，燃用生物柴油时低速下的烟度降低和NOx上升幅度均比高速时大，而同转速下高负荷时烟度降低和NOx上升更为明显。