喷射装置导管对大缸径气体燃料发动机缸内混合效果的影响

在喷射装置出口加装导管,将燃气分别导向大缸径多点电喷气体燃料发动机的螺旋进气道和切向进气道,建立了联合喷射装置内部流动区域的发动机瞬态CFD计算模型,分析了导管位置对缸内掺混过程的影响。研究结果表明：对于该切向气道、螺旋气道的组合进气道,进气冲程在缸内靠近缸盖截面上产生了干涉涡流,对于螺旋气道喷射方案,燃气向气缸中心靠近,压缩末了时刻燃气集中在缸盖附近;而对于切向气道喷射方案,燃气冲向活塞顶,压缩末了时刻燃气集中在活塞顶附近。点火时刻的混合效果从优到劣依次为螺旋气道喷射方案、无导管喷射方案、切向气道喷射方案。     

发动机不同气门升程下气道及缸内流场分析

介绍了发动机螺旋进气道参数化设计的方法,使用Pro/E软件建立了螺旋进气道的三维模型,实现了螺旋进气道在不同气门升程下的参数化设计。应用Star-CD分析软件对螺旋进气道内的气体流动进行数值模拟计算,得到不同气门升程下气道及缸内流体的速度场和压力场分布图,计算出螺旋进气道的涡流比和流量系数,可以为螺旋进气道的改进设计提供指导。     

468汽油机进气道流场模拟研究

本文以468汽油机进气道为主要研究对象.根据进气道中气流特性,运用GAMBIT应用软件对进气道等进行网格划分,并应用Fluent流场分析软件分别对气门升程在2mm、4mm、6mm、8mm工作状态下进气道速度场和压力场进行模拟研究,研究该汽油机进气道进气过程中气体流动状况,对进气道进行稳态的流场仿真分析,获得气道内部速度场和压力场的详细分布.并对结果进行定性分析,为气道的设计和改进提供理论依据.     

基于稳态流通特性的螺旋进气道结构参数灵敏度分析

为了探究设计参数对气道流通特性的影响,以GD190型单缸直喷式柴油机进气道为例,进行5因素21水平的最优拉丁超立方试验。利用AVL-Fire软件完成气道稳流试验三维数值模拟计算,采用最小二乘法建立进气道响应面模型,开展基于响应面法的面向螺旋进气道流通特性的灵敏度分析。研究结果表明:影响平均流量系数和平均涡流比最敏感的因素分别是气门喉口直径和螺旋角,要提高气道性能,不仅要考虑单个因素的影响,还要综合考虑多个因素的交互作用。灵敏度分析可为简化气道优化设计提供可靠的依据。     

YC6J两气门气道优化的研究

以内燃机进排气系统中的螺旋进气道为主要研究对象,重点研究了螺旋进气道主要结构参数对气道性能的影响,并应用优化设计方法对螺旋进气道结构参数进行优化设计,综述国内外内燃机进气道及缸内空气流动计算和实验研究的情况,确定了开展螺旋进气道主要结构参数对气道性能影响的研究,并对螺旋进气道主要结构参数进行优化设计。     

柴油机螺旋进气道结构设计方法研究

柴油机螺旋进气道有助于缸内混合气的形成,有利于提高燃烧效率和降低排放。为此,分析了柴油机螺旋进气道结构设计的国内外研究现状,对比分析了螺旋进气道传统和现代设计方法,重点分析了螺旋进气道的参数化设计方法。结合气道性能的评估,分析了气道流动性能的数值模拟方法、评价方法、稳流模拟试验方法及瞬时速度场测量方法。分析结果发现,应用气道结构参数定义方法建立的参数化气道模型具有更好的鲁棒性,修改简便灵活,能够方便系统研究螺旋进气道的结构参数对其流动特性的影响和影响机理。该方法将是未来气道结构设计的发展趋势。     

内燃机切向进气道进气数值模拟研究

配气机构作为内燃机的重要组成部分,对内燃机整体性能有着很重要的影响。随着内燃机技术的不断发展,国内外关于内燃机的研究也不断细化,其中对配气机构的设计及性能分析也提出了更高的要求。本文以直喷式柴油机为研究对象,模拟进气道中气体的流动情况。建立进气道气体流动的物理及数学模型,利用Fluent软件对切向进气道进行气体流动模拟,在考虑不同结构及尺寸的前提下,对切向进气道的充量系数及速度场进行分析和比较。通过数值模拟分析不同因素对进气道性能的影响,优选设计合理的进气道尺寸,总结切向进气道的结构特点,得出进气道结构对进气道性能的影响,为进气道结构设计提供理论依据。     

四气门汽油机进气道CFD仿真研究

本文在稳流试验台条件下,运用STAR-CD软件对进气道-缸内气体流动情况进行三维数值模拟分析,通过网格划分、边界条件设定等步骤显示流场分布。通过气道-缸内流场特性分析,表明不同气门升程,发动机进气道的流量系数较高,具有较好的进气效果和明显的缸内滚流运动,证明进气道结构合理性。     

进气道中部衔接区域位置与几何结构对进气道特性的影响

将一款1.5 L增压汽油机汽缸盖内进气道总管与两个支管之间的衔接区域向进气道入口方向移动12 mm,并调整衔接区域过渡圆弧半径形成不同方案。对不同气门升程所对应的各方案气道及缸内流场进行了仿真分析。通过分析仿真结果,总结了进气道衔接区域位置和衔接区域过度圆弧半径对流量系数和滚流比的影响规律。     

基于瞬态CFD分析优化汽油机进气道研究

为降低某四气门汽油机的油耗,利用三维流体软件Star-CD对原进气道和改进气道气道在1500r／min全负荷进行了缸内瞬态CFD分析,分析结果表明,改进气道较原进气道滚流比在进气门全开时刻提高230％左右,在点火时刻710℃A湍动能增加一倍。原气道与改进的气道进行了整机性能试验验证,试验结果表明,在2000r／min,2bar部分负荷工况改进进气道油耗较原气道降低了3．45％,适当提高进气道滚流比有利于降低部分负荷的油耗。     

两相脉冲爆震发动机混合流动特性的数值模拟

脉冲爆震发动机具有众多优点,近来受到广泛的关注和研究。要成功起始爆震首先要解决燃油、空气的喷射与混合问题。本文利用CFD程序分别对切向、轴向和径向供气方式的混合室中油、气的混合流动特性进行了三维数值模拟,结果显示三种供气方式各有优劣。切向进气有助于油气的充分混合,但是油、气分布不均,不利于发动机的高频工作;轴向进气时油、气分布比较均匀,但是油气的混合不够充分,增加发动机爆燃向爆震转变的难度;而径向进气的油气分布、混合程度介于切向与轴向进气之间,能耗较大。     

拉瓦尔式燃料流量调节阀流量特性分析

燃料供给的实时、精确调节是冲压发动机技术研究的重点,对提高发动机的效率、改善发动机的工作性能具有重要的意义。为实现冲压发动机气态燃料在高温下流量的精确调节,提出了一种新型的拉瓦尔式燃料流量调节阀,以对流入发动机燃烧室的高温气态燃料进行流量调节。首先,开发了一种用于燃料供应的高温流量调节阀,然后通过采用有限元分析方法,分析了流经主阀阀口的气态燃料速度及压力的分布,从而找出了流量变化规律。研究结果表明,采用拉瓦尔管状阀口的流量调节阀,在不改变阀芯位移量以及一定入口压力条件下,流经阀口的燃料流量保持不变,且与出口压力无关。     

气动发动机的试验研究

为优化气动发动机的设计,提高气动发动机的工作性能,在一台由R175柴油机改装的二冲程气动发动机上进行详细的台架试验研究,并提出两个评价气动发动机性能的新指标--比质量流量和总能量效率.采用变压器机油、冷冻油和特制机油等三种不同的润滑油进行气动发动机的润滑油试验,试验结果表明润滑油对气动发动机的经济性和动力性影响很大.针对水套中无水、注入常温水和开水等三种不同换热条件进行气动发动机的换热试验,试验结果表明加强换热条件对气动发动机的经济性和动力性帮助有限,但多级利用压缩空气可以提高气动发动机的总能量效率.利用三种不同进气提前角的进气凸轮,进行三种不同配气相位的速度特性和负荷特性试验.试验表明:气动发动机在低速阶段拥有较好的经济性和动力性,进气提前角为10 ℃A时,气动发动机性能最好.     

挖掘机多路阀回转联阀口流场仿真分析

针对挖掘机多路阀回转联阀口部位采用CFD仿真的方法对阀口流道进行数值模拟。在Fluent软件中采用基于压力基求解模型、绝对速度公式方法和Realizable κ-ε湍流模型对多路阀回转联阀口流场进行稳态数值模拟,分析不同阀口开度、入口速度和出口负载下的速度和压力仿真云图,得到具体影响效果,并进行了相关的试验。结果表明:阀口开度的改变会显著影响阀口处流体的速度场和压力场的分布,阀口对流体具有节流作用,阀口开度越小节流作用越大;入口速度的变化对流体的速度场和压力场的分布影响不大,但是会明显影响流体的速度, 而对于压力大小的影响较弱;在 Fluent 仿真软件中,当设定边界条件为速度入口和压力出口时,对于出口压力,只改变压力的大小,对压力场分布基本不产生影响,最后通过试验验证了仿真的正确性。     

数码调节阀的研制及应用

数码调节阀适用于燃料电池发动机空气和氢气的流量 /压力调节。该阀结构简单 ,体积小 ,质量轻 ,调节速度快 ,重复性好 ,其显著优点是数字调节 ,执行器简单 ,制造成本低。数码调节阀除了应用于燃料电池发动机外 ,也同样适用于工业界和科研领域     

前向多翼式离心风机蜗舌附近流场的PIV试验研究

对前向多翼式离心风机建立了性能及流场测试台位,性能试验重复性良好。用粒子图像速度场仪(Particleimage velocimetry,PIV)技术对蜗舌附近速度矢量场做了详细的变工况测量及分析。结果表明,蜗舌附近的主要流动特征由冲向蜗舌的速度矢量方向及蜗舌周围滞止区的影响范围所决定。小流量时,滞止区影响范围主要在蜗舌间隙流道内,造成速度矢量向叶轮内偏斜,蜗舌下游易形成分离旋涡而恶化;大流量时,滞止区影响范围偏向蜗壳出口流道,蜗舌间隙流动较好。此外,在蜗舌间隙沿轴向不同位置返回蜗壳的流量也不同,这主要与叶片不同段做功能力不同有关。     

某增压型汽油机催化转化器分析

在增压型汽油机的开发过程中,需要评估其催化器入口处的气流分布均匀性是否能够满足均匀性的评价标准。利用CFD软件,通过对某增压型汽油机催化器进行稳态分析,计算得到载体入口处的气流速度均匀性系数、氧传感器表面速度分布、总压分布等。结果表明:考虑涡轮机出口的旋流和废气旁通阀结构,得到的结果更准确;载体入口处的气流速度均匀性系数满足评价标准;氧传感器位于废气主流区,其布置位置合理;催化器的总压分布合理,压力损失在正常范围内。     

Study on the design of control valve for U-shaped noise reduction cage and its fluid flow features and noise

In response to technical issues such as the ineffective noise reduction impact of balanced cage and single-seat control valves, the U-shaped noise reduction cage control valve is investigated and developed. In addition, its equal percentage flow properties and noise reduction impact are good, allowing it to effectively minimize the noise created by the change of fluid parameters of medium such as vapor, gas, and gas-liquid two-phase flow. The flow coefficient and flow properties were analyzed. The noise features of the medium air flow at small and large openings of 30% and 85% are simulated and analyzed, respectively. The pressure, velocity, and temperature of the inlet and outlet air, as well as the sound intensity maximum and sound power level maximum, are also analyzed with the opening curves. A small opening of 30% was selected, and the noise characteristics of cavitation generated by the medium water flow were simulated and analyzed. Together with the pressure and temperature change curves of the incoming water, the volume maxima and density minima of water are studied. The maximum sound intensity and sound power level of water are analyzed using the pressure and temperature curves of inlet water, as well as the cavitation coefficient and the degree of opening. The results of the trial for the pressure resistance of the valve body and the trial for the valve seat seal indicate that both the valve body strength and the valve seat seal meet the specifications. Comparing the noise trial results and simulation results reveals that the sound intensity and sound power level assessed by the trial and simulation are comparable, and the noise reduction impact of the control valve is positive.     

单向阀对双增压气路中气体流向影响的分析与研究

搭建由双电动增压器与单向阀组成的试验台架并模拟研究单向阀对双增压气路中气体流向的影响规律,以提高电动增压器的补气效率,从而增大公交车柴油机工况突变时的进气量,改善瞬态烟度。通过向两个电动增压器设定不同的转速,分别模拟公交车柴油机的废气涡轮增压器和附加用于急加速补气的电动增压器,研究并分析在气路上设置单向阀前后对双增压气路中气体流向的影响。试验结果表明,电动增压器的流量大于废气涡轮增压器的流量时,出口总流量在无单向阀时大致等于废气涡轮增压器提供的流量,增加电动增压器的流量不会改变出口总流量,电动增压器补气效率低,柴油机的进气量未得到改善。有单向阀时,出口总流量随电动增压器流量增加而增大,电动增压器补气效率高,柴油机的进气量增大;电动增压器的流量小于废气涡轮增压器的流量时,电动增压器与单向阀不影响出口总流量,出口总流量与有旁通气路无单向阀时相同,即电动增压器不工作时不影响原机的进气量。     

Transient heat transfer studies on a diesel engine valve

Numerical calculations based on finite difference approximations are carried out to assess the transient thermal response of the inlet and exhaust valves of a Tata-Mercedes, six cylinder, four stroke, water cooled diesel engine with a compression ratio of 19.5 and a rated power output of 110 hp at 3000 rpm for three different engine loadings. A detailed analysis has been given for estimating the boundary conditions of the inlet and exhaust valves of an internal combustion engine. The problem has been extended by applying a thin ceramic insulation coating of 2 mm thickness at the valve plate. The isothermal distribution in the valve bodies and the heat flow rates through the various cooling media for three different engine loadings have been depicted for each of the cases with and without insulation coating. The results indicate a reduction in heat loss through valves by use of an insulation coating on the valve plate.