稀燃对甲醇直喷点燃式发动机性能的影响北大核心CSCD

将一台增压直喷米勒循环汽油机改制成高压缩比(13.8)甲醇直喷点燃式发动机,在2 750 r/min、平均有效压力(brake mean effective pressure,BMEP)为1.1 MPa及1.5 MPa工况下研究了稀燃对甲醇直喷发动机燃烧、排放及热效率的影响。结果表明:随过量空气系数λ增大,甲醇直喷发动机滞燃期和燃烧持续期逐渐延长,高稀释率下燃烧滞燃期和持续期明显短于汽油原机。在1.1 MPa BMEP工况下,发动机的稳定燃烧极限从汽油原机的λ=1.5拓宽到甲醇直喷的1.7以上。气体排放方面,随λ增大,甲醇直喷发动机HC排放逐渐增加,而CO排放先降低后升高,在λ=1.1附近CO排放最低。与汽油原机相比,甲醇直喷发动机在各过量空气系数下均表现出更低的NOx、HC及CO排放。热效率方面,发动机在BMEP为1.1 MPa下,汽油原机和甲醇直喷的最大有效热效率分别为39.8%和44.1%,热效率绝对值分别较当量比燃烧提升2.5%和3.2%。BMEP提高到1.5 MPa后,甲醇直喷发动机在λ=1.4实现了44.5%的最大有效热效率。     

柴油引燃天然气发动机着火特性及其影响因素的研究

对一台由涡轮增压中冷直喷式柴油机改装的气口顺序喷射、稀燃、全电控柴油／天然气双燃料发动机进行了着火与失火及其影响因素的研究．以HC排放的急剧增加作为发动机发生失火现象的判断标准，得到了不同负荷的最小引燃柴油量同过量空气系数A的关系，同时采用现象学燃烧分析模型，详细分析了引燃柴油在天然气着火过程中的作用，发现柴油引燃天然气发动机燃烧过程可以在很稀的条件下(λ＝3．5)实现稳定着火和燃烧，这是由于引燃柴油着火后，对天然气／空气混合气的挤压，使天然气／空气混合气温度升高，促进了活化基及易燃中间产物的生成．提高进气温度同样有助于提高活化基和易燃中间产物的生成，提高放热速率。     

耦合动力学的微发动机燃烧过程研究

基于丙烷燃烧化学动力学机理并考虑传热、漏气过程对微型自由活塞发动机均质充量压缩燃烧(HC-CI)过程进行数值模拟研究,结合Star-CD/Kinetics软件实现了自由活塞运动与燃烧过程耦合的计算方法,在此基础上,详细研究了不同参数下微型发动机燃烧过程压力、温度的变化规律,探讨了微发动机循环过程中传热损失和混合气泄漏对微尺度燃烧过程的影响,研究结果表明:当量比、压缩比和自由活塞频率显著影响微发动机燃烧过程,传热损失对微HCCI自由活塞发动机燃烧过程的影响不大,而混合气泄漏损失的影响比较明显.     

均质压燃发动机燃烧特性的详细反应动力学模拟

应用CHEMKIN化学动力学软件包中的SENKIN模块模拟了正庚烷在HCCI发动机中的燃烧过程。通过修改SENKIN程序，加入了Woschni传热模型，并在正庚烷详细氧化机理中加入氮氧化物的生成机理，将此程序纳入发动机燃烧的零维单区模型。对多种工况参数下的HCCI燃烧和NOx排放进行了系统的计算，并分别讨论了进气温度、进气压力、压缩比、过量空气系数和转速等参数变化对HCCI发动机燃烧过程的影响。     

柴油引燃天然气发动机燃烧模型的研究

分析了均质充气柴油引燃天然气发动机的燃烧过程，以简单的一步表观反应动力学概念的阿伦纽斯(Arrhenius)公式为基础，综合湍流对化学动力学的影响，提出了一个新的燃烧模型。通过试验对模型进行了验证。此外对双燃料发动机的燃烧过程进行了分析，发现了柴油引燃的天然气发动机燃烧过程具有两阶段特性，即：第一阶段以迅速扩展的均匀温度梯度区为主要特征，第二阶段呈现均质压燃的燃烧特征。分析结果表明，双燃料发动机的燃烧是有别于传统发动机燃烧和均质压燃燃烧的一种独特燃烧现象。     

基于并行计算的二次喷射式HCCI汽油机的三维数值模拟

建立了缸内直喷HCCI汽油机带进、排气道的燃烧系统的三维工作过程循环数值模型,实现了HCCI发动机包括进气、压缩、燃烧、膨胀和排气工作过程的三维循环模拟并进行了验证.首先基于并行计算进行了不同当量比(负荷)工况下HCCI发动机缸内过程的对比分析,研究了负荷对HCCI发动机着火、燃烧和排放的影响.进而模拟了缸内直喷二次喷射的HCCI发动机循环工作过程,解析了HCCI发动机着火燃烧和排放过程,揭示了HCCI发动机缸内直喷二次喷射控制着火的规律.计算结果有助于对HCCI燃烧过程的深入理解,为HCCI发动机燃烧过程的优化提供了依据.     

小升程凸轮轴发动机HCCI燃烧特性的研究

为了在发动机的低速低负荷区实现均质充量压缩着火（HCCI）燃烧，设计了气门升程小和气门开启持续期短的进、排气门凸轮轴，并将其安装在Ricardo Hydra单缸汽油机上。试验研究了发动机使用理论空燃比混合气时的燃烧情况，结果表明，使用负气门重叠角可以在低速低负荷区实现HCCI燃烧。在HCCI燃烧方式下运行时的平均指示压力（PIMEP）依赖于气门定时和发动机转速。排气门关闭越早，缸内的残余废气量增加，每循环进气量减少，燃烧持续期变长，PIMEP减小，然而泵气损失减小；进气相位对PIMEP的影响小于排气相位的影响；高的发动机转速对燃烧过程的影响类似于排气门早关．     

基于PFI进气方式V型汽油机热力学试验研究

研究了不同的控制参数对发动机燃烧特性的影响情况。通过对进气道及配气正时的研究,分析了影响V型汽油机燃烧稳定性和燃烧均匀性的主要因素。在部分负荷工况和怠速工况,通过对汽车电子控制单元(ECU)控制参数的调整进行试验研究。试验结果表明:点火角、过量空气系数λ、可变气门(VVT)角度对燃烧滞燃期和燃烧稳定性均有明显的影响,通过合理地调整ECU控制参数可改善发动机的燃烧特性;对于V型发动机存在两侧进气不均的情况,可通过优化标定软件及其他标定手段改善该现象。     

直喷柴油机喷油系统对燃烧和排放影响的三维模拟研究

直喷柴油机的喷油过程影响燃烧过程、影响发动机性能和污染物排放。为了研究喷油特性(如不同的喷油压力、喷油定时和喷孔直径等)对燃烧性能的影响,利用三维数值模拟软件K IVA-3代码,对喷油过程、燃烧过程和发动机性能进行了数值模拟。计算结果显示了不同喷油特性下的NO和碳烟排放的变化趋势。     

最大扭矩转速下天然气发动机准均质压燃特性的研究

由少量柴油引燃均匀天然气混合气,该种燃烧接近均质压燃燃烧过程,故可认为是准均质压燃过程。在发动机的最大扭矩转速下负荷特性的燃烧过程及排放物生成规律如何发展变化、具有何种特点,通过发动机缸内分析以及相应工况的排放测试,对发动机的各工况燃烧特性及对排放物生成的影响进行了研究。     

模拟研究气体燃料发动机燃烧过程的快速压缩膨胀机

将研究柴油机和汽油机的快速压缩膨胀机进行改制，使之可模拟气体燃料发动机中的燃料工将该快速压缩膨胀机用于模拟沼气发动机燃料过程的研究。结果表明：该快速压缩膨胀机可较好地模拟发动机中的燃烧过程，并具有燃烧室结构，工况参数可调等优点。     

基于独立分量分析技术的内燃机噪声源识别

为降低内燃机的噪声,需要有效地识别内燃机的众多噪声源。采用一种新的独立分量分析技术对采集到的内燃机混叠噪声信号进行分离,并结合噪声产生机理辨别出单个噪声分量对应于内燃机的相应噪声源,从而有效地识别内燃机噪声源。实践证明,该技术可以有效识别内燃机的混叠噪声。最后就噪声控制提出了建议。     

氢内燃机缸内燃烧特性

介绍了氢内燃机试验分析系统,对比和分析了不同工况下的氢内燃机缸内燃烧特性,总结了不同运行参数下氢内燃机的燃烧特点.试验结果表明:由于燃烧速度较高,氢内燃机可以在上止点或上止点后点火,此时指示效率下降并不明显.在中低转速时,氢内燃机可以适应不同转速,能够及时燃烧.油门开度对氢内燃机的影响很大,小油门开度时残余废气多,氢气的浓度降低,使氢气燃烧速度受到影响,指示热效率降低,循环变动增加.     

基于分形理论的内燃机噪声信号分析

提出了基于分形的内燃机噪声信号的内燃机故障诊断方法。根据分形理论的G-P算法,阐述了内燃机噪声信号分形关联维数的计算方法,并对维数计算过程中参数的选取进行了详细的论述。通过对实际测量的内燃机噪声信号的关联维数计算分析,证明了内燃机噪声信号的分形特性。计算结果表明:内燃机噪声信号关联维数随内燃机工作状况改变有明显的变化,可作为内燃机工作状态监测和故障诊断的一个特征量。     

均质压燃式(HCCI)燃烧的研究

均质压燃式（HCCI）燃烧方式是目前内燃机燃烧领域的研究热点。HCCI燃烧是以预混合燃烧和低温反应为特征的燃烧方式。采用HCCI燃烧方式可以同时有效降低柴油机的NOX和碳烟排放，并提高柴油机的循环热效率。HCCI发动机通常工作在高空燃比和较低的压缩比条件下，工作范围较小，高负荷时功率输出不足。“双模式”HCCI发动机是解决上述问题的有效途径，并成为近期HCCI发动机研究中的热点。     

一种新概念内燃机--基于多孔介质燃烧技术的超绝热发动机

多孔介质中的超绝热燃烧是一种先进的燃烧技术，具有高效低污染的特点。将这一技术应用于发动机领域，有可能引起内燃机技术和产业的一场重大革新。介绍超绝热燃烧的概念，讨论了多孔介质中往复流动下超绝热燃烧的特点，对多孔介质发动机的工作循环作了简单的热力学分析。在此基础上，对当前国外超绝热发动机的基础研究进行综述，着重介绍了分别由美国、日本和德国提出的三种超绝热发动机的方案的理论和实验研究进展，以期引起我国内燃机界对这一发展动向的关注。     

基于分形理论的柴油引燃天然气发动机燃烧模型

以柴油引燃天然气发动机为研究对象,针对柴油引燃油的扩散燃烧和天然气气体燃料的均质预混燃烧的特点,分别建立了引燃油多区燃烧模型和基于分形理论的预混天然气气体燃料燃烧模型.在试验验证所建模型的基础上,分析了引燃油量、喷油提前角和发动机转速对柴油引燃天然气发动机性能的影响.研究表明,适当增加引燃油量和减小喷油提前角可以降低柴油引燃天然气发动机的最大缸内压力升高率,从而有利于遏制柴油引燃天然气发动机高负荷时的爆震倾向.     

双燃料发动机燃烧放热规律模型及实验研究

在原单一燃料放热规律计算模型的基础上，针对双燃料发动机燃烧过程的特点，将其分为四个阶段，建立了一种新的双燃料发动机燃烧放热率计算模型。使用该模型，可以实现引燃燃料与主燃料放热率计算的分离。简要介绍了该模型的计算原理和方法。利用该模型分别计算了柴油-LPG双燃料发动机的引燃柴油、LPG及总体的燃烧放热率，分析了其燃烧过程及燃烧特性，并与试验结果进行了分析比较。为研究分析双燃料发动机的燃烧特性提供了一种便捷有效的方法。     

汽油机均质混合气压燃燃烧（HCCI）技术

在汽油机普遍采用电控技术,发动机性能得到较大改善的今天,稀薄燃烧技术为汽油机性能的提高提供了广阔的前景。而HCCI燃烧技术,是一种集常规汽油机和柴油机于一体的新概念燃烧。本文在介绍HCCI燃烧技术的基础上,分析了汽油机实施HCCI的可行性,并介绍了HCCI发动机实用化所面临的问题,提出了废气再循控制HCCI燃烧过程的方案等。     

Effect of hydrogen addition to intake air on combustion noise from a diesel engine

This study investigates the characteristics of combustion noise from a diesel engine with hydrogen added to intake air. The engine noise with hydrogen addition of 10 vol% to the intake air was lower than that with diesel fuel alone at late diesel-fuel injection timings. A transient combustion-noise-generation model was introduced to discuss noise characteristics based on energy conversion from combustion impact to noise via structure vibration. The results show that the maximum combustion impact energy had a predominant effect on the maximum engine noise power for each cycle. Therefore, the combustion noise largely contributed to the total engine noise in an early stage of the expansion stroke. The dependences of engine noise on the diesel-fuel injection timing for different hydrogen fractions are discussed considering the characteristics of maximum combustion impact energy for each frequency.