喷油压力对柴油机喷雾、混合及燃烧特性影响的数值模拟研究

基于对某型直喷式柴油机缸内工作过程的多维数值模拟,研究了喷油压力对燃油喷雾特性、油气混合特性、燃烧特性及柴油机性能的影响规律。结果表明：提高喷油压力,喷雾粒度越细,燃油蒸发速度加快,油气混合的速度和均匀度均得到改善,缩短了燃烧持续期,提高了循环热效率,但是平均压力升高率呈线性增加,影响工作过程的稳定性。     

燃油喷射参数对直喷式柴油机燃烧性能与排放的影响

此项研究的目的是探讨在直喷式柴油机中,燃油喷射参数对燃烧性能和排放的影响。柴油机的循环情况和燃油喷射参数在发动机燃烧过程和排放中起了重要作用。 为了获得喷油参数对柴油机的燃烧性能与排放的影响情况,在带有副燃烧室的单缸直喷式柴油机上进行了试验。 试验结果表明,在不同燃油喷射压力和进气气流情况下,副燃烧室能降低排放和改善发动机性能。我们还发现,增加燃油喷射压力可提高气缸压力、气体温度,降低排放。     

柴油机预混合燃烧循环变动特性研究

在发动机台架进行了直喷式柴油机预混合燃烧中低负荷循环变动的试验研究。分析了EGR、喷油始点和喷油压力对预混合燃烧循环变动的影响。研究结果表明:预混合燃烧的燃烧持续期短,放热迅速,最大压力升高率较大,增大EGR和推迟喷油降低了最高燃烧压力和最大压力升高率,最大压力升高率的循环变动系数随EGR增大而增大,随喷油推迟而减小。燃烧发展期与最高燃烧压力、最大压力升高率、最大放热率、燃烧持续期和燃烧重心等参数具有很强的相关性。燃烧循环变动小的点与排放较好的点参数相吻合。利用空燃比很好地反映了EGR、喷油率始点等参数对燃烧循环变动系数的影响。平均指示压力的循环变动系数在正常情况均小于10%。并提出了减小循环变动进一步降低排放可能采取的措施。     

由喷油规律预测直喷式柴油机整机性能的研究

从直式柴油机喷油规律出发对其整机性能进行了预测研究,首先建立了一个包括燃烧空混合,油滴蒸发、着火延迟、燃烧放热和传热子模型的直喷式柴油机准维燃烧模型,由此从喷油规律计算出放热规律,该模型通过建立宏观等效系统确定了各区之间的热交换系数,提高了模型精度;燃后对放热规律进行双韦伯拟事并将所建立的放热规律多工况预算方法与工作过程数值计算结合,完成了从喷油规律预测直喷式柴油机整机性能的研究。     

高压共轨电控直喷式柴油机喷油规律和放热规律对燃烧噪声的影响

直喷式柴油机应用高压共轨电控喷油系统,分析了不同的共轨压力、喷射定时参数和预喷射与气体最高燃烧压力、最大压力升高率及压力升高加速度的关系,探讨了在一定的转速下,放热规律对燃烧噪声的影响.结果表明,预喷射在一定的转速、不同的负荷工况下对燃烧过程和放热率曲线有明显的影响,放热率峰值及作用时间对压力高频振荡及燃烧噪声有明显的作用.     

用双弹簧喷油器降低直喷式柴油机燃烧噪声的研究

本文阐述利用双弹簧喷油器来降低１３５系列直喷式柴油机燃烧噪声，研究观察了双弹簧喷油器的喷油规律和工作过程，这有助于更好地了解双弹簧喷油器降低燃烧噪声的规律特性。通过长管法测出双弹簧喷油器的喷油规律，从喷油规律图上能清晰可见：第一级开启压力的变化对燃油喷射初期的喷油率影响不大，第二级开启压力变化时，初期喷油率形状有所变化，而预升程即第一级升程的改变则很大程度上影响初期喷油率的形状。通过大量试验得出：双弹簧喷油器的降噪效果在中低速范围内最明显，随着柴油机转速的升高，其降噪效果下降。高速时燃烧噪声显著增加，但对涡轮增压柴油机，由于高速时滞燃期短，则可不受这种规律的限制。     

柴油机预混合燃烧滞燃期的试验

滞燃期是柴油机预混合燃烧当中一个极为重要的参数.在电控共轨柴油机上进行了EGR率、喷油始点、喷油压力、负荷、转速和进气温度等单一参数对预混合燃烧滞燃期的试验研究.结果表明,名义过量空气系数能够帮助解释各试验参数对柴油机预混合燃烧滞燃期的影响.混合气的温度、压力和混合气中O2浓度影响柴油机预混合燃烧的滞燃期.提高进气温度...     

重型直喷式柴油机多次喷射燃烧过程研究

对重型直喷式柴油机典型多次喷射方案进行了燃烧过程计算,通过与试验结果对比,对计算过程参数进行了修正.计算结果有效反映了不同喷油速率形状、喷射脉冲的油量分配比例和喷射脉冲间隔角对燃烧放热率的影响规律.对多种计算结果进行对比分析,以提高柴油机的平均有效压力和降低压力升高率为目标,总结出多次喷射模式下的喷油规律优化方案.     

基于遗传算法的直喷式柴油机燃烧系统参数优化分析

应用CFD软件Fire对直喷式柴油机缸内工作过程进行了多维仿真研究,在前期正交设计优化的基础上,进一步选取涡流比、喷油压力、喷油提前角和油束夹角4个参数,以动力性为优化目标,应用遗传算法进行了全局优化。研究结果表明:正交设计优化和遗传算法优化均能大幅度改善原型机的燃烧过程和性能,其指示功率分别比原型机提高了10.3%和11.1%;与正交设计优化方法相比,遗传算法优化结果燃烧持续期更短,燃烧效率更高。     

论直喷式柴油机燃烧研究的发展

本文概括分析了迄今直喷式柴油机燃烧研究的进展.从混合气形成与燃烧的角度着重论述了改善燃烧的各种有效途径及其作用机理,说明在直喷式燃烧方式中气流运动、喷油过程和燃烧室形状三者之间的配合是至关重要的。最后指出了直喷式燃烧研究的发展方向。     

船用中速柴油机性能的优化研究

为提升燃油系统电控化改造后4190ZLC-2船用中速柴油机的经济性能和排放性能,开展了燃油系统多参数优化试验;利用AVL FIRE软件对试验得到的经济性最优匹配参数下的柴油机高压工作过程进行了仿真计算;通过对燃烧室内三位流场的分析,提供进一步提高喷油压力和修改燃烧室形状的方案;再利用仿真计算得到喷油压力进一步提高后较优的燃烧室匹配方案。研究结果表明:喷油压力提高后,柴油机总体性能提高;为适应喷油压力的提高,燃烧室的深度和开口直径分别应该减小和增加,但燃烧室的深度太浅会造成燃烧不完全,导致油耗率上升。研究结果为该柴油机的燃烧系统改进提供了理论依据。     

LPG/柴油双燃料发动机压缩比优化研究

采用燃料复合供给方式 ,在单缸直喷式柴油机上进行了LPG/柴油双燃料发动机压缩比的优化试验研究 ,对比分析了使用纯柴油和LPG/柴油双燃料的燃烧特性 ,着重研究分析了双燃料发动机在不同压缩比下的最高燃烧压力、最大压力升高率、压力循环波动及燃烧放热率 ,并以此为依据优选了双燃料发动机的压缩比。试验结果表明 :降低压缩比后 ,双燃料发动机的最高燃烧压力及最大压力升高率均有较大降低 ,同时压力循环波动变小 ,但滞燃期、燃烧持续期都会有所增加。经过优化 ,压缩比确定为 14.5时 ,ZH110 5W柴油机改燃LPG/柴油双燃料后在高负荷工况下无严重爆震现象 ,压力循环波动较小 ,且经济性较好 ,热效率损失不大     

Pressure–time characteristics in diesel engine fueled with natural gas

Combustion pressure data are measured and presented for a dual fuel engine running on dual fuel of diesel and compressed natural gas, and compared to the diesel engine case. The maximum pressure rise rate during combustion is presented as a measure of combustion noise. Experimental investigation on diesel and dual fuel engines revealed the noise generated from combustion in both cases. A Ricardo E6 diesel version engine is converted to run on dual fuel of diesel and compressed natural gas and is used throughout the work. The engine is fully computerized and the cylinder pressure data, crank angle data are stored in a PC for off-line analysis. The effect of engine speeds, loads, pilot injection angle, and pilot fuel quantity on combustion noise is examined for both diesel and dual engine. Maximum pressure rise rate and some samples of ensemble averaged pressure–crank angle data are presented in the present work. The combustion noise, generally, is found to increase for the dual fuel engine case as compared to the diesel engine case.     

基于喷油策略和阿特金森循环的汽油压燃 发动机高负荷性能优化研究

基于单缸机开展了多次喷射和阿特金森循环对汽油压燃(gasoline compression ignition,GCI)发动机性能影响的试验研究,试验分别研究了单次喷射、两次喷射及两次喷射结合阿特金森循环对GCI中高负荷性能的影响。结果表明,单次喷射中喷油压力、喷油时刻和喷油量对GCI燃烧有显著的影响,提高喷射压力可提高发动机的平均指示压力,降低循环波动,但喷油压力过高会导致燃烧对喷油时刻变化异常敏感,使燃烧难以正常进行;喷油量增加可提高发动机的平均指示压力,但过高的喷油量会导致不完全燃烧的燃油量增加,热效率下降。在两次喷射中,主喷时刻对燃烧起着决定性的影响。主喷时刻提前,发动机动力性有所提升,但压升率也随之增加;主喷时刻推迟,发动机动力性相应降低,同时循环波动增加。增加预喷量有利于发动机性能的提升,但预喷量过大会导致燃烧可控性降低。阿特金森循环能明显提升GCI热效率,其主要原因是减少了压缩行程的压缩负功,同时燃烧并未恶化,膨胀做功并未降低。     

不同参数对PCCI-DI发动机燃烧压力和温度影响的数值模拟研究

采用一部分DME燃料在发动机进气管与空气预先混合形成均质混合气进入气缸,在压缩行程末期利用压燃式发动机的燃油喷射装置喷入柴油实现PCCI-DI燃烧,开展了不同参数对PCCI-DI发动机燃烧温度和压力影响的数值模拟研究。结果表明,随着供油提前角的提前和二甲醚预混比的增加,PCCI-DI发动机缸内的最高爆发压力和最高燃烧温度升高,涡流比和喷油器参数也对燃烧温度和压力有一定影响。     

柴油机喷油器启喷压力无损检测方法研究

柴油机的燃油喷射压力直接影响到柴油机的燃烧性能。但是随着柴油机使用期的增长，启喷压力会逐渐降低，导致燃烧过程恶化，经济性下降。在柴油机喷油泵试验台上进行改变喷油器启喷压力的试验，测取了不同启喷压力下的高压油管振动信号，并利用振动信号对启喷压力的不解体检测方法进行了研究，提出了启喷压力的识别准则。     

某四缸乘用车柴油机燃烧系统的设计优化

介绍了长城汽车研发的一款高性能"2.0VGT"柴油发动机燃烧系统的设计优化过程,通过模拟计算发动机整个工作过程,对进排气系统和进气道形状、气流运动形式、喷油器喷雾特性、燃烧室形状进行多方案优化选型。研究不同工况下,喷油规律(次数、喷油间隔、每次喷油量、喷油时刻)、喷油器特性(喷孔数量、喷孔直径、喷油压力、喷油锥角)的喷雾特性(油滴细化程度、贯穿度)对发动机性能、排放和油耗的影响规律。并对发动机实现国Ⅴ排放要求,对所需要的喷油系统特性及燃烧室形状进行研究。     

Performance and combustion characteristic of CI engine fueled with hydrogen enriched diesel

The combustion of hydrogen–diesel blend fuel was investigated under simulated direct injection (DI) diesel engine conditions. The investigation presented in this paper concerns numerical analysis of neat diesel combustion mode and hydrogen enriched diesel combustion in a compression ignition (CI) engine. The parameters varied in this simulation included: H₂/diesel blend fuel ratio, engine speed, and air/fuel ratio. The study on the simultaneous combustion of hydrogen and diesel fuel was conducted with various hydrogen doses in the range from 0.05% to 50% (by volume) for different engine speed from 1000 – 4000 rpm and air/fuel ratios (A/F) varies from 10 – 80. The results show that, applying hydrogen as an extra fuel, which can be added to diesel fuel in the (CI) engine results in improved engine performance and reduce emissions compared to the case of neat diesel operation because this measure approaches the combustion process to constant volume. Moreover, small amounts of hydrogen when added to a diesel engine shorten the diesel ignition lag and, in this way, decrease the rate of pressure rise which provides better conditions for soft run of the engine. Comparative results are given for various hydrogen/diesel ratio, engine speeds and loads for conventional Diesel and dual fuel operation, revealing the effect of dual fuel combustion on engine performance and exhaust emissions.     

A coupling dynamics and thermodynamics study of diesel pilot-ignition injection effect on hydrogen combustion of a linear engine

Linear hydrogen engine is a new type of energy conversion device to supports variable compression ratio operation for clean emission. However, the new hydrogen engine using conventional spark ignition shows slow combustion speed and low thermal efficiency. This study makes a preliminary assessment to discuss the application of diesel pilot-ignition technology in linear hydrogen engine aiming to accelerate combustion and improve efficiency. A new coupling model between dynamics and thermodynamics is proposed and then iteratively calculated to give insight the interrelationship of combustion and motion in a diesel pilot-ignited linear hydrogen engine, while the effect of injection position on the hydrogen engine combustion is also investigated to make clear the feasibility of combustion optimization. The results indicate that the linear hydrogen engine is speeded by properly advancing the injection to promote combustion, and it has a positive effect on in-cylinder gas temperature, pressure and pressure rise rate, unless the injection is too early which results in higher NO emissions and aggravate the working intensity of the engine. In addition, the closer the fuel injection is to the top dead center, the incomplete combustion of hydrogen and diesel in the cylinder, the decrease of engine fuel economy and the increase of soot emissions. There is an optimal thermal efficiency of 40.7% for the LHE when it operates in the 0.8 mm injection position condition.