增压直喷汽油机超级爆震现象与初步试验

在增压缸内直喷汽油机上发现了与普通爆震不同的异常燃烧模式——超级爆震,阐述了超级爆震的特征,对比分析了超级爆震与常规爆震和正常燃烧的基本不同．发生超级爆震时,最大爆压达到正常燃烧的2倍以上,并且通过推迟点火角不能抑制超级爆震的发生．在此基础上,初步研究了冷却水温度、进气温度、进气相位和过量空气系数等对超级爆震的影响．试...     

烈性爆震下活塞材料破坏实验

已有研究表明,乙炔/氧气混合气在燃烧室内产生的爆轰波会发生汇聚现象并且容易破坏活塞材料.为了揭示烈性爆震下影响爆轰波破坏力的关键因素,通过改变活塞试件的厚度和混合气的初始状态来进行活塞材料破坏实验.结果表明,对于烈性爆震,活塞顶部中心厚度的选择存在最佳值.当初始压力超过一定的安全值之后,试件的中心挠度会急剧增大.当量比从1.0增加到1.5时,混合气变浓,爆轰波破坏力并不会减弱.当混合气当量比从1降低到0.5时,爆轰波的破坏力明显减弱.     

火花点火发动机爆震燃烧特性的研究

本介绍了采用高速摄影法和同步记录气缸压力示功图，对火花点火发动机机爆震燃烧特刊物的实验研究。     

增压直喷汽油机超级爆震的不同抑制方法

超级爆震是增压直喷汽油机提高升功率和降低油耗的主要障碍,在典型增压小排量直喷汽油机上对不同的超级爆震抑制方法进行了研究.结果表明,加浓、分层和扫气都能够抑制超级爆震,但采用混合气加浓会恶化发动机油耗,采用混合气分层发动机排温大幅升高,推迟排气门关闭时刻实现扫气也能抑制超级爆震,但油耗和CO排放升高.进一步的研究发现,采用优化的进气行程两次喷射策略能够有效地抑制超级爆震,并且能够保证发动机的油耗、排温以及排放不恶化.     

基于缸内压力波检测的汽油机爆震控制系统

在一台单缸汽油机上对基于缸内压力波检测的爆震控制系统进行了实验研究。试验表明该系统能准确地检测到爆震信号,使发动机工作在轻微爆震状态,与通过机体振动频率检测的爆震控制系统相比,在不同的试验压缩比下,该控制系统均能较好地改善发动机的动力性能和经济性能。     

火花点火发动机爆震燃烧的实验研究

本介绍了采用高速摄影法对火花点火发动机爆震进行的实验研究，总结了各种因素对爆震的影响，实验结果表明，末端体自燃点通常是多个同时发生，分布在末端所体的不同部位，自燃通常会但并不总是会导致爆震。爆震强度并不都取决于自燃时未燃混合气量的多少，而与自然发生时末产气体的热力状态下有关，自燃出现与爆震发生之间的时间间隔愈短，则爆震愈强，当爆震发生在上止点之后时，其随自燃发生的时刻接近上止点而增强。     

增压缸内直喷汽油机早燃及超级爆震试验研究

在一台增压缸内直喷汽油机上,对影响早燃及超级爆震发生频率与强度的各种因素进行了台架试验研究。研究结果表明:提高燃油挥发性,升高机油和冷却液温度,推迟进、排气门正时,增大点火提前角,提前或推迟喷油定时及使用高的喷油压力能够有效减少早燃及超级爆震。     

增压直喷汽油机超级爆震研究进展

缸内直喷和增压已成为当今汽油机技术的主流方向,然而,随着发动机小型化和动力性的提高,增压汽油直喷发动机出现了一种新的异常燃烧现象——超级爆震,严重影响着发动机性能和使用寿命。本文根据国内外超级爆震的研究现状,阐述了超级爆震的产生机理和检测方法,从发动机及其零部件设计参数、运行参数、控制参数以及燃油和机油品质等方面,分析了影响超级爆震的因素,给出了缓解和抑制超级爆震的措施。     

浓度梯度对T型管中爆轰波传播特性的影响

针对爆轰波在浓度梯度作用下衍射、熄爆到再起爆过程,基于开源软件OpenFOAM研究了两种不同混合气在3种不同浓度梯度下流场特征.结果表明:随着浓度梯度增大,横向爆轰波强度会减弱,爆轰波更易解耦.前导激波与浓度梯度相互作用会使爆轰波面发生弯曲,并且改变横向爆轰波和马赫杆的传播过程.对于稳定气体(H2/O2/Ar),爆轰波...     

高增压汽油机爆震的可视化研究

基于一台单缸可视化汽油机研究了缸内的爆震现象。通过调节发动机运行参数及运用高速摄影技术,在更大的观测视角内拍摄了缸内不同强度爆震的火焰发展过程。试验所记录的图像信息结合缸内压力数据,为爆震形成的原因及强烈爆震中大幅度压力振荡波的产生提供了分析依据。研究发现:末端气体自燃引起的轻微爆震与强烈爆震的压力振荡和火焰图像明显不同;爆震自燃点的发展模式影响了缸内压力波的震动幅度,诱发强烈爆震的自燃点接近缸壁区域,但并非壁面点火。自燃点可形成自燃反应锋面的扩散,其传播路径受到主火焰与缸壁的限制。     

等离子体点火对燃烧转爆轰影响的数值计算

采用CE/SE方法对耦合的流体力学方程与麦克斯韦方程求解,对等离子体点火和气液两相爆轰过程进行数值模拟.讨论了3种不同点火位置对燃烧转爆轰(DDT)的影响.结果表明,等离子体点火可以在短时间内点燃爆轰管内汽油/空气混合物,经过一系列复杂的波系与波系、波系与管壁之间的相互作用最终形成稳定的爆轰波.壁面点火比中心点火具有优...     

填充系数对脉冲爆震发动机压力波影响的实验研究

以汽油为燃料，空气为氧化剂，在内径为56mm的脉冲爆震发动机模型内成功地产生了充分发展的爆震。测试了在同一余气系数α、不同填充系数β下的爆震波压力，并对其变化进行了分析。分析实验结果发现，在同一余气系数下，爆震室长度一度时，随着填充系数的减小，爆震波压力降低，使脉冲爆震发动机模型性能下降。当填充系数小于临界填充系数βci时，爆震室内的燃烧方式为爆燃，而不能形成爆震。     

脉冲爆震燃烧强化混合过程的实验研究

对脉冲爆震发动机的混合室进行了实验研究．实验针对爆震频率为6Hz、当量比为1的汽油和压缩空气混合气,实验研究了脉冲爆震发动机模型混合室内5种不同扰流螺纹螺距内径比对其性能的影响．实验结果表明,在混合段内加入扰动装置可以大大加强燃料和氧化剂的混合程度．不同扰动螺纹螺距内径比对爆震波的形成有一定的影响,当螺距内径比约为0．77时可以产生稳定的、充分发展的爆震,而且对应的DDT距离较短．     

增压直喷乙醇-汽油发动机超级爆震模拟

采用在压缩行程上止点前向燃烧室内直接喷入一定量机油液滴,模拟了悬浮在燃烧室内的机油液滴引燃可燃混合气诱发低速早燃(LSPI)现象的过程.试验验证了选用的计算模型及计算方法的可行性后,数值模拟了不同低速运转条件下、不同乙醇掺混比(体积分数)的乙醇-汽油混合燃料时,小缸径增压直喷发动机燃烧室内由机油液滴引发的低速早燃现象以及后续的超级爆震过程.结果表明:乙醇掺混比分别为10%和20%(E10、E20)时,发动机缸内依次发生了超级爆震燃烧;当乙醇掺混比为30%(E30)时,即使发生了早燃现象(1 200 r/min)并导致随后的爆震燃烧,但压力升高幅度明显降低,此时没有发生超级爆震燃烧;随着发动机转速提高(1 600 r/min),使用E30燃料时发动机缸内也仅发生了早燃现象,而没有发生爆震燃烧;当乙醇掺混比高于50%(E50)后,不同工况条件下发动机缸内已经没有低速早燃现象.使用乙醇-汽油混合燃料的小缸径增压直喷发动机在超级爆震发生前一定有低速早燃现象发生,但低速早燃现象不一定导致超级爆震过程.     

多循环PDE模型机爆震室壁温分布数值模拟

分析了两相多循环脉冲爆震发动机工作过程中爆震室内、外壁换热特性,建立了爆震室壁温分布计算模型。采用ANSYS的瞬态热分析模块,对一脉冲爆震发动机模型机在不同工作频率下,内、外壁若干位置处温度随时间的变化规律进行数值模拟。研究发现,脉冲爆震发动机(PDE)外壁面温度随工作时间的增加连续升高,内壁面温度振荡上升,但两者的变化规律基本相同;内、外壁温度分布存在一个热平衡时间,该时间随爆震频率的升高而减小;热平衡时刻,外壁面温度分布呈现从前到后逐渐升高的趋势;同一轴向位置处,外壁面温度的平衡值随爆震频率的升高而升高,但升高幅度随爆震频率的增加而略有减小。     

大功率甲醇发动机爆震的仿真分析与研究

为了研究大功率甲醇发动机的爆震特性,文章采用GT-power软件建立甲醇发动机的仿真模型,通过台架试验数据对仿真模型进行标定并调试爆震模型,对发动机在低、中、高转速全负荷工况下的性能和爆震特性进行仿真分析。结果表明：随着压缩比或点火提前角的增大,发动机产生爆震的趋势明显增大、爆震强度增大、爆震开始时刻提前,其中点火提前角增大引起的爆震使发动机整体性能提高;轻微爆震时,发动机整体性能提高;严重爆震时,峰值缸压急剧升高,发动机整体性能恶化;不同转速下,爆震对发动机性能的影响程度不同,其中,在中转速工况下,严重爆震对发动机动力性及燃油经济性的影响较小。     

汽油机爆震边缘检测的研究

汽油机爆震的难点是爆震边缘点检测,爆震边缘点是汽油机点火闭环控制的前提。研究了利用振动信号检测汽油机爆震边缘的方法。研究表明,利用离散小波变换能够有效地从振动信号中检测出爆震边缘特征,而且利用一只振动传感器即可以有效地检测出多缸汽油机各缸的爆震边缘。     

提高脉冲爆震发动机工作频率的实验研究

实验采用汽油为燃料,压缩空气为氧化剂,通过改善气源、点火结构以及燃油雾化效果的方法,对如何提高脉冲爆震发动机工作频率进行了实验研究．脉冲爆震发动机的最高工作频率可达35Hz,此时得到的平均推力为142．8N．测试了不同爆震频率下的爆震波压力、推力及爆震波速,所测得的爆震波压力、波速和结构接近充分发展的理想爆震波,说明已产生了稳定的、充分发展的爆震．脉冲爆震发动机的平均推力随着工作频率的提高接近线性增大．     

双点激光点火直接起爆的数值模拟

针对双点激光点火直接起爆过程中爆轰波的形成、发展和传播问题,采用高精度数值模拟方法求解带化学反应的二维欧拉方程组,研究了不同环境压力情况对流场结构与波系变化的影响.结果表明,环境压力会影响激波强度与爆轰波的传播速度,是决定双点激光点火形成的火核在碰撞过程中能否实现爆轰并维持爆轰波传播的重要因素,利用双激光点相互作用形成...     

稳定传播火焰在可燃云雾中产生的压力波

火焰在可燃云雾中传播时，在火焰面前方诱导出压力波。若火焰以稳定速度在均匀的静止云雾中传播，则压力波后的流场是自相似的。本文用自适应步长的四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ法对相平面上以约化参数Ｆ＝ｔ／ｒμｕ、Ｚ＝（ｔ／ｒμａ）＾２表示的守恒方程积分，得到了自相似流场的解；以火焰面两侧的守恒关系导出了火焰面位置、燃烧速度及对应Ｃ－Ｊ条件下的燃烧速度。对膨胀比υＦ为７的常用碳氢燃料，本文还给出了压力波阵面压力