柴油/天然气双燃料发动机柴油燃烧策略的研究

基于自主研发的第三代并行式柴油/天然气双燃料发动机电控系统,利用FIRE软件建立柴油/天然气双燃料发动机柴油喷射系统的多次喷射模型。同时,通过进气压力控制过量空气系数,实现柴油/天然气双燃料发动机稀薄燃烧方式。针对高负荷工况,研究了多次喷射策略和稀薄燃烧方式对双燃料发动机最大压力升高率及NOx排放的影响。结果表明:发动机工作在高负荷及柴油替代率为80%时,采用双燃料稀薄燃烧方式能使NOx排放降低,但最大压力升高率仍可能超过安全临界值1MPa/(°)。采用合适的预喷射量与预喷射时刻能降低最大压力升高率。通过多次喷射和稀薄燃烧方式相结合的燃烧策略对缸内燃烧方式进行组织,可以实现双燃料发动机高替代率燃烧,并使高负荷时NOx排放达到或者低于国Ⅴ标准限值。     

船用天然气-柴油双燃料发动机燃烧仿真计算

基于数值模拟计算方法,对淄柴6230型中速船用柴油机燃用天然气的燃烧系统进行优化。结果表明：在压缩比为11～14时,功率和热效率随压缩比递增且趋势不变,但受最高燃烧压力的限制,最佳压缩比取12.5。适当增大过量空气系数和提前喷油时刻都有助于NOx排放的减少,最低NOx排放可达0.817 g/（kW·h）,但当过量空气系数超过2.0、喷油时刻早于-20°时燃烧会急剧恶化。引燃油量对燃烧过程影响较小,在研究范围内,指示热效率增幅仅为0.85%,但过富的喷油量会造成额外的NOx和HC排放,因此取1%为最佳喷油量。     

柴油引燃天然气发动机燃烧过程的研究

对柴油引燃天然气发动机的着火过程、燃烧过程进行研究,提出了相应的数学模型,并进行了试验验证。着火模型的基本框架仍然采用Shell模型,但考虑到CH4对柴油着火过程的影响,修正了Shell模型。对CH4的均质燃烧过程,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,综合湍流脉动对化学动力学的影响,提出了一个新的燃烧模型。模拟计算借助了KIVA-3软件,修正的Shell模型和燃烧模型作为独立子程序与KIVA-3进行了耦合。研究表明,讨论的模型能够较好模拟柴油引燃天然气发动机的着火和燃烧过程。     

天然气-柴油双燃料准均质燃烧过程的研究

通过发动机缸内分析法,对发动机的典型工况燃烧特性进行了试验研究,结果表明,天然气-柴油双燃料在低速时具有比燃烧纯柴油高的指示压力,最高爆发压力大于纯柴油,最大压力升高率也具有相同的规律,且双燃料的循环变动量大于柴油;而在中、高转速下,其具有与低速情况相反的规律。     

LPG/柴油双燃料发动机燃烧分析试验

针对LPG/柴油双燃料发动机的燃烧特性进行了研究。在相同的当量小时油耗、相同的转速下,随着海拔高度的增加,双燃料发动机的缸内压力减小,压力升高率降低,放热率降低;随掺比的增加,缸内压力升高,压力升高率增大,放热率升高。     

柴油、天然气双燃料发动机的燃烧特性分析

研究了柴油,天然气双燃料发动机的燃烧特性,并着重分析了引燃柴油供给系统参数对双燃料发支持性的影响。以试验为基础,首先简要比较了柴油,天然气双燃料发动机与柴油机的燃烧特性,并对比了负荷对双燃料发动机燃烧特性的影响。然后分析了最小循环喷油量,引燃柴油量,引燃油喷射压力,喷嘴参数及供油提前角等引燃柴油供给系统参数对最高爆发压力,燃烧放热率,着火开始时间、累积燃烧放热率等柴油,天然气双燃料发动机燃烧特性的     

涡流室式LPG柴油双燃料发动机燃烧模型

根据涡流室、主燃室中气体流动过程的质量和能量的交换关系 ,建立了涡流室式 LPG ( liquefiedpetrdeum gas) /柴油双燃料发动机准维燃烧模型的方程 ,提出了如何使两种不同性质燃料的燃烧在同一个燃烧过程中相互联系、相互作用的燃烧模型。根据模型提供的方程 ,对缸内燃烧过程和 NOx 的生成进行了模拟仿真 ,将其同发动机台架试验的结果进行了验证、分析和讨论。     

天然气/柴油双燃料燃烧特性及规律的研究

通过试验及其分析,探索天然气和柴油复合燃烧特性和规律,并具体阐述负荷、转速、替代率、引燃油量、进气混合气浓度、供油提前角和燃烧室形式等因素对双燃料燃烧压力变化规律、放热规律、着火特性、最高替代率变化规律等的影响.特别指出了天然气/柴油双燃料燃烧的主要特征、存在的主要问题和需要采取的技术措施.     

乙醇/柴油双燃料发动机的燃烧及排放特性研究

在柴油机试验台架上,研究了进气道口电控喷射乙醇,缸内直喷柴油引燃乙醇的方式,开发了电控乙醇/柴油双燃料发动机。研究了乙醇/柴油双燃料模式的燃烧及排放特性.随着引燃柴油量的降低,最大爆发压力下降,NOx和排烟下降幅度加大,但THC和CO排放均有升高.通过调整控制参数如乙醇/柴油的喷射比例,可使发动机达最佳燃烧状态及较低的有害排放,因此说乙醇/柴油双燃料模式是一种有前途的、可行的发动机发展方向.     

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。     

预测双燃料直喷式柴油机性能和排放的燃烧模型

本文介绍了一种描述双燃料柴油机燃烧过程的热力学—化学反应动力学数学模型,它用含有14种化学成分的32个化学反应方程来模拟甲烷空气混合气的燃烧过程,同时还能揭示各种控制参数对双燃料柴油机性能及燃烧过程的影响程度.试验表明在较为宽广的运行范围内计算值与实测值相当一致.说明该燃烧模型能较为满意地预测双燃料柴油机的性能和排放.     

压燃式双燃料发动机燃烧模型的新进展

本文提出了用含有１１９个化学反应式，４１种化学组分的燃烧模型，实现了对甲烷（ＣＨ４）－柴油双燃料发动机燃烧过程的描述。与现有模型相比，本模型创建了化学反应机理子模型及相应的气相反主尖的理论体系，克服了凭经验组合反应机理的缺点；用多区燃烧模型代替了对引燃油瞬时燃尽假设的引燃油燃烧模型，在传热学模型中考虑了辐射因素，并局用热力学性质代替整体热力学性质进行传热计算。     

柴油-液化石油气双燃料发动机放热规律的研究

利用CB366燃烧分析仪测录了柴油—液化石油气双燃料发动机和原柴油机在不同工况下的示功图,进行了放热规律的计算和对比分析,得出了有关双燃料发动机燃烧特性的结论     

双燃料内燃机引燃油混合气形成与燃烧过程模型研究

对于双燃料发动机，引燃油蒸发、混合与燃烧是在天然气与空气混合物为介质的情况下，通过采用离散液滴模型，模拟了引燃油的蒸发与混合过程；采用经过修正的Shell模型，对引燃油的着火过程进行了数值模拟；以阿伦纽斯公式为基础，综合湍流对化学动力学的影响，提出了一个新的燃烧模型．经过模拟计算与实验对比，验证了该数值模型的模拟效果．     

气口顺序喷射、稀燃、全电控柴油／天然气双燃料发动机的研究

采用气口顺序喷射、稀燃、全电控柴油／天燃气双燃料发动机方案,对斯太尔WD615．64增压非中冷柴油机进行了改装。试验结构表明,改装后的发动机NOx、颗粒和NMHC排放均达到了欧Ⅱ排放指标。CO和HC（含甲烷）可以通过后处理解决。     

LPG/柴油双燃料发动机性能试验和燃烧过程研究

根据燃烧分析仪测录的示功图对LPG／柴油双燃料发动机不同工况的燃烧百分率和燃烧率进行计算，分析其燃烧特性，得出了有关双燃料发动机燃烧的一些结论，为合理组织燃烧过程和提高双燃料发动机技术水平提供借鉴。     

运转参数对双燃料发动机性能影响的预测

文中模拟计算了运转参数如进气温度、喷油定时等对双燃料发动机性能的影响,简要分析了改善发动机性能的措施。结果表明,燃用双燃料需适当提前喷油;而缸内存在适当涡流,有益于提高输出功率。     

增压中冷柴油-天然气双燃料发动机燃烧特性的实验研究

对天然气替代率、引燃柴油喷油时刻和中冷后进气温度等燃烧系统参数对增压中冷柴油—天然气双燃料发动机燃烧特性的影响进行了实验研究。研究结果表明：增压中冷柴油—天然气双燃料发动机的燃烧放热速率比纯柴油快,引燃柴油的着火时刻和缸内燃料空燃比值决定着双燃料发动机的燃烧特性,即着火时刻在上止点前且空燃比值较小时,其燃烧接近于定容燃烧过程,随着天然气替代率的升高,缸内最大爆发压力和最高燃烧温度升高;而着火时刻在上止点后且空燃比值较大时,其燃烧接近于等压燃烧过程,随着天然气替代率升高,缸内最大爆发压力和最高燃烧温度降低。最大爆发压力、最高燃烧放热率和最高燃烧温度随引燃柴油喷油提前角的增大而升高;而随着进气温度升高,最大爆发压力和缸内温度增大。