三基色测温法在柴油机燃烧温度场测量中的应用研究

应用三基色测温方法处理了由高速摄像机在一台光学发动机上记录下的数学式燃烧图像的温度场，并就该测量系统的标定和测量方式进行了讨论。研究结果表明，采用三基色测温法分析出的缸内燃烧温度场分布与实际情况相当一致。由于该方法具有能准确、直观、迅速地得出火焰温度场分布规律等优点，所以适用于分析像内燃机这类高速变化的燃烧过程，从而为认识内燃机的燃烧机理提供了一个有效的工具。     

基于模糊PID控制的可变配气相位控制系统仿真研究

将模糊PID系统(Fuzzy-PID)用于现在主流使用的液压控制连续可变配气相位正时系统(VCT)．对连续可变凸轮相位器系统进行了分析,建立了系统的数学模型。针对液压油驱动VCT系统液力、机械结构具有非线性特征及系统时变性等特点提出了模糊PID控制策略。在对PID控制的响应特性进行分析的基础上,应用模糊控制技术,提出并设计了模糊PID控制器,并利用MATLAB软件进行了仿真研究。仿真研究结果表明,模糊PID控制相对于PID控制来说有较好的执行性能,提出的控制算法具有结构简单、实时性好、响应快等优点,较好地满足了VCT控制要求。     

甲醇低压喷射射流特性试验

在定容弹上利用高速摄影进行不同背压下3种喷油器的甲醇低压喷射射流特性试验。测量3种喷油器不同背压下单次喷射的甲醇质量。使用Matlab软件对数字图像进行后处理,测取射流贯穿距离和射流锥角。结果表明,甲醇射流的贯穿距离、射流锥角和单次喷射的甲醇质量随背压的增加而减小。当背压增加到0.15 MPa以上时,射流贯穿距离快速减小。在喷射初期,射流的锥角较大,随着射流的发展,锥角以波动形式向减小方向变化,最后趋于3.8°。3种喷油器的质量流量随背压的变化符合伯努利方程的变化趋势。2孔和4孔喷油器的质量流量比伯努利方程的理论计算数值大。当背压达到与喷射压力相同的0.3 MPa时,3种喷油器喷射的甲醇质量随喷射时间的增加趋于定值。     

Lucas电控泵喷嘴的特点及其在柴油机上的应用

本文介绍由Ｌｕｃａｓ公司研制的喷射压力达２００ＭＰａ的泵喷嘴的工作原理与特点，以及将该喷射系统应用于一带模拟增压中冷的单缸发动机上的试验情况。其结果表明，高压喷射的电控泵喷嘴不仅具有喷射定时易调，喷射压力高的特点，而且与无涡流开式燃烧室相匹配时，可以获得相当低的微粒与ＮＯｘ排放以及低燃油消耗的性能，实现不需要排气后处理便可很好满足ＥＵＲＯⅡ的排放标准的目标，但试验中也反映出该系统对转速有较大的依赖     

内燃机摩擦学研究的现状与动向

本文对内燃机的活塞环与气缸套、曲轴与轴承和配气机构凸轮与挺柱三对主要摩擦副的摩擦、磨损和润滑的研究情况与发展动向进行了全面、系统和深入的论述．     

甲醇燃料在柴油机中的应用与发展

本文论述了我国发展甲醇燃料的必要性，并分析了甲醇作为柴油机代用燃料的优势和不利因素，详细阐述了目前发动机燃用甲醇燃料的各种方法及其优缺点，指出了今后柴油机燃用甲醇燃料的趋势。     

柴油/甲醇二元燃料发动机缸内燃烧数值模拟

为研究柴油/甲醇二元燃料的缸内燃烧过程,基于对二元燃料燃烧特征的分析,发展了湍流耦合反应动力学的柴油/甲醇二元燃料缸内燃烧机理和燃烧模型.基于一个已有的甲醇/正庚烷二元燃料燃烧机理,进一步提高了机理的预测精度,燃烧模型通过计算混合时间尺度和化学反应时间尺度来衡量燃烧的受控因素,其中化学反应时间尺度以熵增率衡量.通过发动机试验对模型进行了标定和验证,结果表明:该燃烧机理和燃烧模型能够很好地对纯柴油和柴油/甲醇二元燃料燃烧过程进行预测,包括随着甲醇比例的增加,滞燃期延长,甲醇火焰传播预混燃烧放热峰值逐渐明显.采用直接求解化学反应而不考虑湍流的燃烧模型,对燃烧进程的预测结果则随着甲醇量的增加而逐渐高于试验值.     

机车中速柴油机应用柴油/甲醇二元燃料的燃烧特性研究

在一台机车中速柴油机上,采用进气歧管喷射甲醇的方式,研究了不同转速与负荷下柴油/甲醇二元燃料燃烧特性。研究结果表明:随着甲醇喷射量的增加,滞燃期延长,燃烧持续期缩短,中低负荷时燃烧呈单峰快速放热,高负荷下预混燃烧比例有所提高,但仍保持双峰放热规律;同时,二元燃料燃烧方式下的最高燃烧压力与压力升高率均高于原机,最高燃烧温度也随着甲醇喷射量的增加而升高;此外,二元燃料燃烧的热效率与负荷密切相关,在600r/min时有效热效率随着甲醇的喷入而降低,且随着替代率的升高其降幅加大,在33%替代率时下降了9.06%,但在1000r/min标定负荷时有利于热效率的提高,升幅达到0.36%。     

预混合气浓度和温度对DMCC发动机运行边界的影响

以大柴DEUTZ-BM6F1013发动机的燃烧室为原型,采用FORTé程序包建立了缸内燃烧的三维CFD模型.通过不同条件下模型计算值与试验值的对比验证了模型的正确性.基于纯柴油模式(1,000,r/min、100,N·m)工况点,计算了不同初始温度、初始甲醇混合气浓度下缸压的变化情况,结果表明:柴油/甲醇组合燃烧(DMCC)模式随预混合气浓度和温度变化的运行边界可分为失火、爆燃和早燃3个区域.在失火和早燃区域,预混合气浓度的极限值均较低,热效率不高,且存在停转的风险,不利于发动机安全可靠的运行;在爆燃区域,预混合气浓度的极限值受最大爆发压力的限制,可以维持较高的数值,且该阶段燃烧稳定,发动机热效率高.因此,进一步提高DMCC模式的掺醇比,应考虑使发动机运行在进气的中高温范围.     

柴油-甲醇组合燃烧技术在发电机组产品开发中的应用

对一台增压中冷柴油机进行改装,使其采用柴油-甲醇组合燃烧（Diesel-Methanol Compound Combustion,DMCC）方式运行。发动机台架以及装机运行试验的结果表明：发动机的双燃料模式平稳、可靠,动力性与原纯柴油相同,调速特性满足机组使用要求;与纯柴油相比,双燃料模式的燃料经济性在中高负荷时显著提升,在低负荷时较低;双燃料模式下的碳排放比在纯柴油工况下的碳排放降低约11.4%,PM和NO_x排放明显低于纯柴油模式,NO_x排放需要进一步优化;全工况下CO和HC排放量均大幅增加,所以为满足法规需要加装后处理系统;按照机组视在功率为300 kW运行时,双燃料模式的燃料经济性改善14.5%,大幅度降低发电成本。