汽油机射流燃烧系统火焰传播过程的研究

根据汽油机燃烧火焰电离原理,试制成功了一台火焰传播测试仪,由于火焰前锋内离子浓度的变化将引起电位差的相应变化,所以通过装在气缸盖上的传感器,可使仪器显示出火焰到达燃烧室中某一位置的时刻和燃烧的持续时间,如用微机采样,则可同时检测３２个点,也可以用示波器显示任一个传感器输入的电位差变化波形。用此仪器对４９２ＱＳ汽油机进行了火焰传播过程的测试,从中可看出射流燃烧系统燃烧过程的特点,有利于今后进一步改进     

用火花塞光纤传感器对火花点火式发动机燃烧进行研究

使用火花塞光纤传感器对ＢＪ４９２Ｑ汽油机燃烧进行研究,同时应用压力传感器进行对比测试,发现在正常燃烧时,测得的光强和气缸压力工轴转角和峰值都有良好的相关性,所测光信号曲线能够更准确地反映燃烧时间参数,爆震燃烧时,火花塞光纤传感器探测的光强急剧增大和高频波动可表明爆震发生和爆震强度,所研制的火花塞光纤传感器具有可行性。     

摩托车汽油机的爆燃预测研究

结合燃烧模型，湍流火焰传播模型以及化学动力学模型，建立了摩托车四冲程汽油机双区准维燃烧模型。运用该模型模拟燃烧过程，并进行爆燃预测。用此模型CUB100摩托车汽油机进行了计算，预测了CUB100提高压缩比后爆燃的发生。     

聚合物火焰辐射的通风影响

根据通风条件不同，受限燃烧可分为燃料控制和通风控制两种燃烧状况。通风对于受限燃烧的火焰辐射有重要影响，尤其在通风控制燃烧时。本文以火焰中热量和炭颗粒的生成规律为基础，提出了描述通风影响的聚合物燃烧火焰辐射近似模型。针对几种典型聚合物计算了其火焰辐射放热分数和火焰平均辐射温度，并讨论了通风条件、燃烧构成和燃烧尺度的影响、以及火焰辐射放热分数与燃料烟点之间的关系。进而，在改进的基础上，以ｄｅ Ｒｉｓ和     

汽油机中火焰辐射光谱的初步研究

采用一套精密的光电系统对汽油机着火和燃烧过程中的火焰光谱进行了测量和分析，试验结果表明，着火过程中存在着不同燃烧中间产物大量光谱，着火后ＣＨ及Ｃ２自由基的光强迅速增加，而其它自由基的强减少了ＣＨ自由基光强的变化较之缸内压力变化能够给出更准确的关于着火延迟及燃烧终点的信息，过量空气系数和温度的变化已经通过光学诊断技术测量了，分别测量４３１ｎｍ和５７ｎｍ，５０２ｎｍ和７９７ｎｍ的发光强度可以估算过量空     

二冲程汽油机着火时刻的火焰光谱分析

二冲程汽油机排气污染严重,尤其是燃烧混合油、浓混合气时有害物排放量大,着火时刻火焰光谱分析表明,ＣＨ９４３１．５ｍｍ）及Ｃ２（５１６．５ｍｍ）自由基光强峰值比较强,尤其是ＣＮ（３８７ｎｍ）自由基光强峰值比较突出。根据Ｆｅｎｉｍｏｒｅ机理可以解释排气中ＮＯＸ的生成机理。     

高温低氧燃烧火焰辐射特性的实验研究

对高温低氧燃烧火焰的辐射特性进行了实验测试，同时利用CFD通用软件对火焰热辐射行性进行了数值计算，得到了在不同预热空气温度、不同预热空气含氧量条件下，火焰形状及火焰热辐射特性的变化规律。结果表明：高温低氧燃烧火焰的体积与长度随着预热空气中含氧量的降低而扩大，而预热空气温度对燃烧火焰体积的影响不大。高温低氧燃烧火焰对炉膛壁面的热辐射能力随着预热空气温度的降低而下降，同时也随着预热空气含氧量的降低而下降。图4参9     

用光纤燃烧传感器测量汽油机的燃烧时间参数的研究

本文介绍了一个光纤燃烧传感器及ＯＭＡ４光多通道分析仪组成的测量系统，用以测量汽油机燃烧火焰光谱。光谱分析结果再次证实了燃烧火焰中ＣＨ（４３１．５ｎｍ），Ｃ２（５１６．５ｎｍ），Ｈ２Ｏ（５８９ｎｍ）等自由基的特征光谱同Ｃ粒子的热辐射连续光谱叠加在一起，构成了火焰光谱。根据光谱曲线中Ｈ２Ｏ光强峰值变化，可以确定汽油机燃烧过程中重要的时间参数：着火延迟期和燃烧持续期。由于汽油机燃烧循环变动大，与单色仪和ＢＯＸＣＡＲ积分平均器组成的测量系统相比，光纤燃烧传感器＋ＯＭＡ４用光多通道分析仪系统测量汽油机燃烧火焰光谱，测量精度高，工作效率高。     

掺氢对微尺度空间内预混层流火焰转捩爆燃特性的影响

针对基于燃烧的微小型动力装置存在燃烧效率低、火焰传播速度慢的问题,设计了一个可视化的、特征间距仅为0.45 mm的微尺度定容燃烧室,实验比较了0～1的掺氢比例下,丙烷/氢气/空气预混火焰在该燃烧室内的传播以及加速过程.实验发现没有掺氢时,丙烷/空气预混火焰需要在0.25 MPa初始压力下才能够传播;当掺氢比例为0.2时...     

用瞬态光谱技术对柴油机着火时刻的火焰光谱的初步研究

介绍了自行研制的光纤燃烧传感器配合OMA4光通道分析系统,在国内首次对柴油机的着火时刻火焰光谱进行了测量和分析。实验表明:燃烧过程中产生大量自由基,波长主要集中在紫外区和一部分可见光区;碳粒子的连续热辐射谱对测量结果有很大的影响。并验证了Fenimore关于碳氢燃料快速型NO机理。     

基于振动信号及瞬时转速信号的HCCI燃烧模式辨识

HCCI汽油发动机一般采用组合燃烧控制策略,根据发动机工况不同,HCCI汽油机分别采用SI燃烧模式、SI-HCCI燃烧模式和HCCI燃烧模式.在这种控制方式下,燃烧模式的辨识具有非常重要的作用与意义.笔者在装有全可变气门系统的汽油HCCI发动机上,测取HCCI发动机各工况下爆震传感器信号和瞬时转速信号,用时频分析方法从爆震传感器信号和瞬时转速信号中提取了特征量,分析了它们和HCCI汽油机燃烧模式之间的关系.通过辨识函数分析,基于爆震传感器信号特征量和瞬时转速信号特征量,建立了的HCCI燃烧模式辨识模型.分析表明,HCCI燃烧模式辨识模型能够较好地辨识出HCCI的燃烧模式,总体辨识成功率在75%左右.     

不同燃烧模式的爆震特性及爆震强度评价方法

基于一台配备了全可变气门机构的单缸四冲程发动机开展了不同燃烧模式的燃烧和压力震荡特性研究,包括均质充量压燃(homogeneous charge compression ignition,HCCI)、汽油压燃(gasoline compression ignition,GCI)、湍流射流点火(turbulent jet ignition,TJI)和火花点火(spark ignition,SI)。研究结果表明:不同燃烧模式具有不同的统计学特征,其中HCCI、GCI和TJI的爆震强度分布较为集中,不易出现偶发的高爆震强度的燃烧循环;SI爆震的分布较为离散,通常具有较高的最大值和99%分位数,高爆震强度燃烧循环的偶发性较强;而低速早燃工况则是具有极高的爆震强度最大值和很低的99%分位数。此外,对于爆震工况的评价方面,对传统的算数平均值法和爆震循环占有率法进行了改进,提出了加权平均值法和破坏性循环均值法两种改进的爆震评价方法。二者在HCCI、GCI、TJI和SI爆震判定的准确性和适应性上相比改进前有了很大的提升;但对于低速早燃工况,破坏性循环均值法无法准确识别出其破坏性,加权平均值法具有非常好的准确性。     

基于振动信号和瞬时转速信号的HCCI燃烧相位CA10辨识

为了实现基于循环的HCCI燃烧闭环控制,提出了一种基于爆震传感器信号和瞬时转速信号的CA10(缸内燃料燃烧10%累积放热量时的曲轴转角θ10)辨识模型.在装有全可变气门系统的汽油HCCI发动机上,测取HCCI发动机各工况下爆震传感器信号和瞬时转速信号,用时频分析方法从爆震传感器信号及瞬时转速中提取表征振动信号相位信息的特征量和瞬时转速信号特征量,分析了它们和HCCI燃烧相位θ10之间关系,提出了一种计算简单,以爆震传感器和瞬时转速信号特征量为因变量的CA10辨识模型.分析表明,CA10辨识模型能比较准确地识别HCCI燃烧相位的θ10值,对于HCCI动态过程燃烧相位θ10的预测平均误差小于1.7,°CA.     

应用光纤测量技术研究汽油机燃烧过程

用带有光学探头的火花塞传感器对一台汽油机的燃烧过程进行了测量。通过对测得的燃烧时火焰辐射光强度信号的分析与计算,获得了着火初期火焰传播速度、火焰传播初期的火焰前锋形状等信息。从火焰光强信号与缸内压力信号的对比分析中,得到了光强信号中所包含的燃烧过程信息、燃烧特性参数以及火焰光强信号与缸内压力信号之间的关系。结果表明：火焰光强信号和缸内压力信号具有一定的线性对应关系,但光强信号比压力信号能反映更多的有用的燃烧特征信息。     

点燃式发动机燃烧过程模拟分析及临界爆震预测

建立了火花点火式发动机的双区燃烧模型，其中包括化学动力学模型和湍流火焰燃烧模型．改进的双区燃烧模型中，区别于以往的绝热模型，考虑了已燃区向未燃区的传热．该模型通过模拟火花点火式发动机的燃烧过程，尝试性地进行了临界爆震预测和爆震分析工作．模型的计算结果与实验结果吻合得较好，验证了该模型分析的可行性．     

基于爆震因子统计特性的爆震燃烧识别方法

汽油机燃烧诊断广泛采用Siemens VDO算法识别非正常爆震燃烧,爆震识别及强度评价严重依赖主观性经验所确定的爆震阈值.所进行的试验测试分析认为,爆震因子具有随机性特征,其值在很大程度上仅具有相对意义而非绝对性地指征爆震事件.基于爆震因子统计特性的分析,采用D检验、Lilliefors检验等正态检验手段进行爆震事件的...     

内燃机爆震燃烧探测及其临界爆震判析

利用光纤传感器对内燃机缸内燃烧及其爆震进行探测，探索光纤传感技术在燃烧测量中应用的可行性。介绍光纤传感器在测量燃烧过程的燃烧时刻、临界爆震和爆震燃烧等燃烧特征方面的应用。分别对火花点燃式和双燃料工内燃机的爆震燃烧进行了测试分析。     

柴油机缸内壁面热边界层的测量及燃烧火焰影响的试验研究

为了研究柴油机缸内燃烧火焰对壁面热边界层的影响，根据光学原理，研制开发了贯穿式火焰温度传感器，并进行了实际测量及初步研究。试验及分析表明：贯穿式光纤传感器可以移动地测量缸内沿壁面法线方向任一位置处的火焰温度，较好地用于研究柴油机气缸内燃烧火焰对缸内壁面热边界层的影响。     

火焰稳定器对直喷式燃烧室污染物生成影响的研究

研究了不同火焰稳定器对直接喷射式燃烧室燃烧和污染物排放的影响.实验中所用的火焰稳定器为30°、45°和60°旋流角的旋流器和三种开孔率不同的多孔板.采用Testo360燃气测试仪测量不同工况条件下相应的燃烧室出口温度,以及NOx和CO生成量.通过对采用不同火焰稳定器燃烧室所得到的燃烧与排放性能的分析比较,得到了多孔板的开孔率和旋流器的旋流角度对污染物排放的影响结果.