点火位置对射流点火发动机燃烧特性的影响

射流点火可以有效提高发动机燃烧效率,抑制爆震,预燃室内部火花塞的点火位置对于点火成功率以及燃烧效果有较大影响。采用CFD仿真的方法,研究了被动式射流点火发动机预燃室内部火花塞点火位置对发动机缸内燃烧过程的影响,得到以下结论：适当的将预燃室内火花塞点火位置靠近预燃室喷孔可借助高湍动能气体实现火焰的加速传播;在气流作用下,火焰首先向预燃室末端传播,可减少高温燃气喷射前预燃室向主燃室回流的未燃混合气,提高预燃室内混合气的累计放热量,预燃室内可燃混合气累计放热率最高可提升14.9%。     

被动预燃室发动机低温冷起动及低负荷试验研究

预燃室射流点火是改善汽油发动机热效率的有效手段,为了研究和改善被动预燃室低温冷起动及低负荷时的燃烧稳定性,设计了不同容积、孔面积、材料、喷孔结构的被动预燃室装置,安装在一台涡轮增压汽油发动机上,进行了低温冷起动试验,以及低速、低负荷燃烧稳定性试验。研究结果表明,被动预燃室容积、孔面积、材料、喷孔结构对低温冷起动性能有显著影响。预燃室容积较小时,预燃室内部淬熄层占预燃室容积的比例大,预燃室内部混合气少。较小的孔径或孔面积减少了预燃室内残余废气的排出。旋转孔使得预燃室内部废气分层,火花塞附近废气比例大。较高的导热率使预燃室冷起动时预燃室散热较快。因此,小容积、小孔径、高导热率材料以及旋转喷孔等均不利于发动机冷起动。优化结构的被动预燃室在-20℃～-8℃的冷起动工况下能实现发动机稳定着火起动。点火角和排气VVT对发动机的燃烧稳定性影响较小。进气VVT对预燃室燃烧稳定性影响较大,进气门开起时刻推迟,着火上止点附近缸内湍动能变强;另一方面实际压缩比变大,主燃烧压入预燃室内部的新鲜混合气比例提高,预燃室点火燃烧稳定性显著改善。     

甲醇/PODE预混合引燃模式在防爆柴油机上的研究

为了改善防爆柴油机的燃烧和排放特性,在一台防爆改造后的柴油机上,进气道喷射甲醇,缸内直喷聚甲氧基二甲醚,研究甲醇质量比对聚甲氧基二甲醚/甲醇预混合引燃模式的影响。试验结果表明:采用聚甲氧基二甲醚/甲醇预混合引燃模式的防爆柴油机,随着甲醇质量比增加,燃烧始点晚于采用单燃料压燃模式时的燃烧始点,但是燃烧速度快,压升率峰值升高,放热率曲线呈现单峰形,放热率峰值与原机相比提高142%。同时,随着甲醇质量比增大预混合引燃模式对NO_x和碳烟排放的trade-off关系明显缓解,当质量比大于40%时,与原机单燃料模式相比碳烟和NO_x排放大幅降低。     

预燃室射流点火对汽油机性能影响研究

通过试验手段对比分析了预燃室射流点火模式及火花塞点火模式 （SI）对燃烧性能的影响,结果表明:SI点火模式的发动机受高负荷爆震的限制,仅在中等负荷达到最佳的油耗率和热效率。压缩比（CR）的增加仅在中小负荷对油耗率和热效率有改善效果;相比于SI点火模式,预燃室射流点火模式可实现更快的燃烧速度和火焰传播速度,对SI发动机的爆震有较好的抑制效果,在中等负荷具有更低的油耗率和更高的热效率,但在低负荷及高负荷阶段,油耗率和热效率恶化;采用预燃室射流点火模式,能有效增加缸内燃烧速率,减轻CA50推迟对油耗率恶化的效果,通过提高压缩比实现降低油耗率的潜力和效果更好。     

基于PCCI燃烧模式下的工况扩展实现途径及参数耦合关系

压燃式发动机燃烧过程和排放直接受到燃烧室内燃油与空气的空间与时间分布状况影响,而油气混合的状况与燃油喷射参数息息相关。燃油喷射参数是燃烧边界条件的一部分,因此燃油喷射参数的优化是实现优化燃烧进程,降低NOx和Soot等排放不可缺少的手段之一。利用发动机燃油喷射参数实时控制系统试验研究了燃油喷射参数对压燃式发动机燃烧及排放的影响规律。同时结合燃料特性与燃油喷射参数藕合对压燃式发动机预混合压缩着火燃烧过程的影响,探索燃料特性与燃油喷射参数协同控制实现压燃式发动机高效清洁预混合压缩着火燃烧的潜力。     

沥青搅拌机用小型煤粉预燃室燃烧器

<正>小型煤粉预燃室燃烧器是一种燃烧煤粉的新型炉窑烘干加热设备,具有体积小、热利用率高、节能环保、使用方便等优点,目前在沥青搅拌机上使用较多。本文在介绍沥青搅拌机用小型煤粉预燃室燃烧器所用燃料(煤粉)的基础上,介绍其组成、功用及维护方法。1.煤粉小型煤粉预燃室燃烧器使用的燃料为煤粉,使用时应主要考核煤粉的煤质和粒径。为便于介绍小型煤粉预燃室燃烧器组成及功用,先将     

不同甲醇预混合气引燃燃烧模式燃烧特性分析

针对甲醇、生物柴油和聚甲氧基二甲醚PODE的优势,为了改善经济性,在一台CY25柴油机上分析不同引燃燃料对甲醇预混合气引燃燃烧模式燃烧特性的影响。试验结果表明:PODE引燃模式的排放特性较差,CO浓度相较生物柴油模式可高达2-3倍。在大甲醇质量比下HC排放浓度可高达生物柴油的5倍。甲醇质量比较小时促进了NO_(X)生成,增大质量比可以降低NO_(X)浓度。生物柴油引燃模式的排放特性随甲醇质量比变化较平稳,PODE引燃模式则随甲醇质量比变化增长较快。     

湍流射流点火器的设计和结构优化

为实现湍流射流点火的稀薄燃烧,本文设计并试制了一款集成了火花塞、喷油器和预燃室的湍流射流点火器,并基于该射流点火器开展了初步发动机试验。进一步地,根据试验结果和耐久性结果对该射流点火器进行了结构优化,优化后的结构明显提高了发动机的性能,并且大大改善了喷油器因高温而损坏的情况。     

基于Fluent的预混燃烧分析

随着能源稀缺和环境恶化状况日趋严重,合理选择发动机燃料,合理组织燃料的燃烧,对提高发动机的动力性、经济性具有十分重要的意义。本文分析甲烷-空气预燃混合气及氢气-空气预燃混合气在高温燃烧器内燃烧时的燃烧压力、温度云图和产物分布图等,阐述燃空当量比、初始温度和初始压力对它们的影响,并利用已有试验数据进行了验证。     

一种新型预燃室喷射阀配机试验研究

在某台大功率稀薄燃烧天然气发动机上进行了一种新型预燃室喷射阀配机试验，确定了最佳的主要技术参数配置。比较了新型和旧型预喷阀的试验数据，新型预喷阀减小了阀芯的燃气出口面积，增大了预喷阀的喷射持续期，新型预燃室喷射阀喷射持续期的调节范围比旧型预燃室喷射阀的调节范围有明显增大，改善了预燃室喷射阀单次喷射燃气量均匀性，从而提高了预燃室点火能力的均匀性和单次燃气喷射的控制精确。     

面向碳达峰碳中和的内燃机技术概述

在我国碳达峰碳中和的目标下,内燃机面临严峻的挑战。但内燃机实现碳减排仍然具有较大的潜力,短期内,提高热效率是内燃机实现碳减排的关键措施;中长期,使用零碳或碳中性燃料,内燃机可实现零碳排放。提高内燃机热效率的关键技术包括先进燃烧技术、智能可变技术、低摩擦技术。面向碳中和的新型燃料内燃机包括氢燃料内燃机技术、氨燃料内燃机技术、生物质燃料内燃机技术。内燃机技术及燃料的不断发展,将使得内燃机获得长久的生命力。     

发动机预混压燃研究现状

预混压燃作为一种新型的燃烧方式,可以有效的降低内燃机的有害排放物。系统地介绍了喷油策略、废气再循环率和燃料特性这三个方面对预混压燃的影响。合理的控制喷油策略、优化其与燃烧室的匹配,是降低预混压燃排放物的关键,并且可以有效的提高预混压燃的负荷范围。在不同负荷下,优化废气再循环率,是降低氮氧化物与碳烟折中排放的关键。低馏出温度和低十六烷值的燃料更适合于预混压燃。采用新型燃料实现预混压燃将是以后研究的重点。     

混烧燃烧器关键技术研究

油气混烧燃烧器用于解决采油厂生产石油伴生气不能充分利用,造成能源浪费和环境污染的难题。混烧时伴生气、燃油组成混合燃料参与燃烧。最佳空燃比是保证混合燃料充分燃烧的关键,正是由于现场石油伴生气产量的不稳定从而导致混烧的空燃比很难确定。文中在实验的基础上,结合理论推导,在伴生气流量数列化的基础之上,得出混合燃料与空气量的函数关系,并以此作为混烧燃烧器全自动燃烧控制的基础数据。通过实例运行表明,依据所得伴生气流量数列确定的空燃比进行混烧,火焰稳定、燃烧充分,燃烧产物符合GB/T19839-2005的规定。混烧技术拓宽了燃烧器燃料选择范围,节能环保,值得推广。     

稀燃天然气掺氢发动机循环变动的试验研究

对火花点火天然气发动机而言,稀燃是提高发动机燃油经济性和降低发动机排放的一种有效途径,但稀燃导致的循环变动是拓宽稀燃极限的一个主要限制因素,在天然气中掺混氢气作为燃料,可解决稀燃工况下循环变动过大的问题。为了研究掺氢对发动机循环变动影响,选取纯天然气和掺氢体积比为20%的天然气掺氢燃料,在6缸进气道喷射增压稀燃天然气发动机上进行不同点火提前角和空燃比工况下的试验研究。通过对缸内压力特性参数、燃烧特性参数以及排放数据的分析,结果表明:掺氢可有效降低发动机最高压力循环变动和平均指示压力循环变动,在稀燃情况下效果更为明显;掺氢可降低火焰发展期和燃烧持续期及其循环变动;在稀燃工况下,掺氢对控制发动机NOx及未燃HC排放有利。     

大负荷下柴油-天然气双燃料发动机燃烧特性数值模拟

为提升柴油-天然气双燃料发动机在大负荷工况下的动力性、经济性和排放性等多种性能,利用某商用软件建立发动机三维气缸模型,探究了二次喷油策略下柴油的喷射时刻对发动机燃烧与排放的影响。研究表明,一定范围内较早的主、预喷时刻可以提高发动机的缸温、缸压、IMEP、燃烧效率等参数,使燃料燃烧更加充分,缸内温度分布更加均匀,并能实现较高的热效率和较低的排放。但是过早的主、预喷时刻会导致燃烧不充分,燃烧效率降低、发动机的性能减弱并产生大量废气等负面影响,由此可见,大负荷下适当提前引燃柴油的喷射时刻可优化燃烧,降低大负荷工况下的爆燃倾向,提高发动机的动力性和经济性,稳定燃烧过程。     

不同燃尽风率下炉内NO_x生成特性空间分布研究

运用CFD软件模拟不同燃尽风率下炉内NOx生成特性,根据相应的煤质选择了合适的NOx模型,模拟的结果能够较好地与改造前后的实测数据吻合,验证了模型的准确性。在该数值模型的基础上,针对不同燃尽风率的模拟结果进行分析,阐述NOx的生成特性在不同燃尽风率下的变化。结果表明,空间分布法能够详细地描述炉内燃烧状况及NOx生成。燃尽风率的变化对挥发分的析出影响较小。高燃尽风率使得主燃区缺氧程度加深,焦炭的燃尽会被推迟,主燃区还原性气氛得到增强,主燃区燃料型和热力型NOx的生成速率均有所下降,NOx浓度得以降低。但主燃区剩余未完全燃烧物质及焦炭推迟燃尽使得在燃尽区有更多HCN被氧化产生燃料型NOx,使得最高燃尽风率下炉膛出口的NOx浓度不一定达到最低。控制出口NOx的浓度主要是根据煤质合理选择燃尽风率,控制主燃区燃料型NOx的生成和燃尽区燃料型NOx的反弹。     

某型燃机燃烧室的数值模拟

燃料喷嘴双级径向旋流器在燃烧室内形成稳定的回流漩涡结构,有助于燃烧室火焰稳定和提高燃烧效率。文中建立了计算模型,利用CFX软件进行燃烧室的燃烧模拟,研究了燃烧室中流场分布、NO含量分布、温度场分布、燃料分布。模拟计算表明,此燃烧室具有较好的气动特性、稳燃性能与冷却性能,能够在额定工况下长时间稳定工作。     

醇醚燃料组合燃烧模式下发动机燃烧特性研究

对一台CY25柴油机进行改造,加装进气道喷嘴。利用均质混合气引燃组合燃烧模式的优势,用高十六烷值的聚甲氧基二甲醚引燃甲醇空气预混合气。研究压缩比对不同甲醇占能比下燃烧始点、燃烧持续期、放热率、压力升高率、缸内压力及相位的影响。研究表明,甲醇高汽化潜热值导致燃烧初期缸内温度降低,燃烧相位后移,不同压缩比下各燃烧特性随甲醇占能比提高,变化趋势相同,波动幅度存在差异,随着压缩比升高放热率峰值、压力升高率峰值、缸内压力峰值、缸内温度峰值最大增幅达34.9%、41.8%、30%、25%,同时对发动机经济性进行了分析。     

基于热力学模型的液化石油气发动机 燃烧放热及排放分析

通过燃用汽油及液化石油气的对比试验得出了两种燃料的对比燃烧特性,从而在燃烧机理上分析了其燃烧及排放特性。结论表明以汽油机改装的LPG(液化石油气)发动机自身带有一些缺陷,但通过改装及调试是可以获得较理想的动力性并改善排放指标的。     

燃料组件修复系统工作平台轻量化设计

为满足燃料组件修复系统的工作平台轻量化设计的要求,分别采用单目标柔度拓扑优化理论、单目标固有频率拓扑优化理论、多目标拓扑优化理论,对燃料组件修复系统的工作平台进行结构优化设计。优化结果表明,在重量减少一定的情况下,多目标拓扑优化能够获得动静态特性均优的工作平台。