直喷式柴油机准维燃烧模型的改进和应用

本文叙述了作者对直喷式柴油机准维燃烧模型的改进。由改进模型发展了一个独立的单缸循环模拟软件,并对缸径为110mm 的直喷式柴油机进行了参数分析。通过与实测对照,证实了模型的实用性,也揭示出某些不足,而这正是要进一步完善的关键所在。     

一个直喷式柴油机的准维燃烧模型

本提出了一个用于直喷式柴油机燃烧过程计算的准维模型。这个模型按燃油喷入气缸的时间进行分区，每个区域的燃烧过程是由着火阶段即燃烧准备阶段和燃烧阶段所组成，用着火延迟期概括着火阶段的复杂物理化学现象，既反映了控制燃烧过程的主要因素，又使应用相对简化。     

分形在汽油机准维燃烧模型中的应用研究

针对汽油机的准维湍流燃烧模型进行了发展研究,将分形表示的湍流燃烧速度并入燃烧模型.研究表明：分形是一种模拟燃烧过程的有效手段,通过对分形中低端转捩尺度的选取分析,得出Gibson尺度比Kolmogorov尺度更适合作为低端转捩尺度.     

柴油机准维燃烧模型中经验参数确定的研究

选用２４０单缸柴油机作为试验样机,将由准维燃烧模型所得的放热规律与工作过程数值计算结合,以模拟计算出的爆发压力、功率与实测值最接近作为目标函数,应用正交网格法确定准维模型中的几个经验参数,并建立宏观等效系统计算瞬态热交换系数,从而完成了柴油机准维燃烧模型中经验参数确定的研究。     

直喷式柴油机燃烧室廓形匹配油束夹角的数值模拟研究

应用CFD软件Fire对某大功率直喷式柴油机缸内工作过程进行了多维模拟,研究了扩口、缩口和直口三种不同燃烧室廓形时油束夹角对油束落点位置、燃油分布和燃烧性能的影响。引入油束锥台匹配比的概念建立油束夹角与燃烧室中央锥台角度之间的关系,从而达到减少匹配参数数量的目的。结果显示：对于各种类型的燃烧室廓形均存在最佳油束锥台匹配比使得发动机的动力性能最优,缩口和直口燃烧室的最佳油束锥台匹配比接近（约为1.06）,扩口燃烧室的最佳油束锥台匹配比要略大于缩口和直口燃烧室（约为1.138）。     

用准维燃烧模型对单缸柴油机性能和排放预测

摘要用结合有准维燃烧模型的柴油机循环模拟预测单缸机性能,可以在很大程度上取代柴油机开发中的单缸机的试验研究.本文介绍了作者多年来通过燃烧过程机理研究所建立起来的准维燃烧模型的主要构成和特色,并通过各种实例讨论了它的功能和预测力.     

内燃机准维燃烧模型的研究动态

回顾了内燃机准维燃烧模型的研究动态,着重分析了各种准维燃烧模型的特点,提出了发展准维燃烧模型的关键问题和今后的发展方向。     

油束撞击法形成混合气在涡流室式柴油机上的应用

介绍了一种头部带挡块的轴针式喷油嘴在涡流室式柴油机上的应用。该喷嘴的特点是喷孔喷出的燃油直接撞击在挡块上,油束经挡块撞击在改变了方向的同时也产生油滴的二次雾化,从而达到既加大喷束与空气的接触面积,同时又限制了燃油喷进燃烧室中心的目的。发动机的台架试验表明,采用这种喷油嘴后,可以显著地改善原机的经济性和排放品质。在柴油机的标定工况下,比油耗和排气烟度分别降低４％和３０％。这种混合气形成方法为进一步提高柴油机的性能提供一个新的途径。     

硬件在环仿真系统中柴油机准维燃烧模型建模研究

为预测柴油机的动力性、经济性和排放性能,针对1135非增压柴油机建立了准维燃烧模型;介绍了模型中各个子模型的建模方法,重点阐述了喷雾模型的建模原理;对比研究了不同空气卷吸持续期对柴油机性能预测结果的影响.仿真计算结果表明,以破碎期为界将同一时刻喷入缸内的燃油划分为液态和气态的假设是可取的,燃烧结束后没有新的空气卷入燃烧区,这种计算方法使模型能达到较好的预测精度,同时使仿真系统具有较高的运行实时性.     

基于多组分蒸发模型的汽油机冷起动数值模拟

建立了汽油多组分油膜蒸发模型,并运用该模型对进气道喷射式汽油机冷起动首循环的气流运动、喷雾过程、油膜形成和发展过程、混合气形成过程及缸内燃烧进行了三维数值模拟,详细解析了油滴和油膜中每种组分的蒸发规律,给出了每种组分的浓度分布.模拟结果表明:冷起动时轻组分的蒸发主导首循环混合气的形成质量,中、重组分的蒸发情况仅起辅助作用;汽油的轻组分越多,燃料蒸发量越大,有利于形成稳定可靠的可燃混合气,改善缸内燃烧过程,提高起动稳定性;计算所得的缸压曲线与试验结果吻合良好,说明开发的多组分汽油蒸发模型具有较高的模拟精度.     

柴油机喷嘴内部几何结构的喷雾贯穿距模型

基于上海光源同步辐射高能X射线断层扫描,建立了6孔喷油器喷嘴内部几何结构的高精度三维模型,并对该喷油器的喷雾宏观特性进行了试验研究.通过对比分析喷雾贯穿距与喷嘴内部几何结构特征参数之间的关系发现:喷孔入口倒角系数对喷雾贯穿距变化影响最大;在此基础上,通过在广安博之喷雾贯穿距预测公式中引入喷孔入口倒角系数,修正并获得多孔喷油器喷雾贯穿距预测公式,得到了与试验结果吻合度很高的模拟计算结果.     

Development of an Improved Multi-Component Vaporization Model for Application in Oxygen-Enriched and EGR Conditions

An improved multi-component vaporization model was developed and applied to predict the vaporization characteristics of a fuel droplet under oxygen-enriched and exhaust gas recirculation (EGR) conditions in this study. The model was constructed including an improved enthalpy diffusion sub-model, a corrected Stefan flow velocity, and temporal variation of thermal physical properties. The computational results were validated with the experimental data and satisfactory agreements between the predictions and measurements can be achieved. The effects of O₂, CO₂ concentration, and EGR on the vaporization rate of fuel droplet in various ambient temperature and pressure conditions were investigated.     

基于机器学习的柴油机标准油耗模型

针对卡车油耗影响因素多,无法简单进行对比的问题,设计一种基于机器学习的油耗模型。通过前期大量数据的训练和模拟,该模型可以利用车辆行驶参数（如发动机转速、转矩、车速）以及环境因素（如环境温度、环境压力）来计算实时油耗,并得到累计油耗,最终可将偏差控制在3%以内。该方法可为柴油机的油耗分析提供新的思路。     

基于碳平衡法的柴油车燃油消耗计算模型

本文阐述了碳平衡燃油消耗量分析法的基本原理;分析了澳大利亚、日本、美国、欧盟等柴油车油耗标准的碳平衡计算模型,其均未考虑柴油车排放颗粒物中的碳元素的存在.由于柴油的分子量大,而且柴油机为直接喷射,混合气不均匀,故部分燃料不能完全燃烧,在高温下分解为以碳为主的颗粒.当柴油车加速或者在车况差时,会产生更多的碳烟,在此基础上对柴油机油耗模型进行修正,对原公式考虑增加碳烟颗粒物的修正项,得出修正模型.分析认为,修正后的模型更合理,可提高计算精度.     

双燃料发动机燃烧模型的研究与应用

以天然气为主要燃料、少量柴油机为引燃油的双燃料发动机为研究对象,建立模型,它包括热力学、经学反应动力学、引燃油多区传热和燃烧模型。应用该模型预算了双燃料发动机的燃烧过程,分析了运行和结构参数对双燃料发动机性能和排放的影响。     

A Physically Based Dynamic Model for Solid Oxide Fuel Cells

This paper presents a physically based dynamic model for tubular solid oxide fuel cells (SOFCs) based on the electrochemical and thermodynamic characteristics inside SOFC. The diffusion, material conservation, electrochemical, and thermodynamic equations are used to develop the SOFC model. The effect of temperature on the steady-state (V-I and P-I) characteristics of the SOFC model has been studied, and the model responses have been obtained for constant fuel flow as well as for constant fuel utilization operating modes. The dynamic characteristics of the model are investigated in small, medium, and large timescales, from milliseconds to minutes. The model has been implemented in MATLAB/Simulink and used to investigate the distributed generation applications of SOFCs.     

基于燃料床的小坡度地表火蔓延模型研究

表述了几种常见的火蔓延模型，在传热分析的基础上，建立了一个比较理想的物理和数学模型，导出了描绘坡度火蔓延过程的微分方程及其初始、边界条件，并进行了数值计算．在燃料床上模拟了坡度地表火蔓延过程，通过对实验数据的测取和分析，讨论了火蔓延速率和温度场分布等随坡度大小变化的关系．最后将实验结果和理论计算结果对比分析，发现该模型能够揭示火蔓延规律，同时也得出了一些关于林火蔓延的结论，如上坡火能够加速火的蔓延和转化等。     

基于布朗气复合燃料的燃烧器

首次提出一种燃油和布朗气的复合燃烧系统,结构简单、安全,具有接近理想值的空气过剩系数和极低的排放水平,适合各种垃圾焚烧炉的助燃。     

氢燃料在汽车上的应用

本文作者结合自己在氢发动机方面的研究结果,分析了氢在汽车上应用时的特点,总结了汽车燃用氢时所存在的问题及解决方法。并介绍了目前世界各国在此方面的研究情况。