天然气掺氢发动机燃气供给系统设计与试验研究

提出了将滑动弧电解制氢装置应用到天然气发动机中,通过电解天然气制氢,轻松实现天然气（CNG）发动机到天然气掺氢（HCNG）发动机的改装。通过自制装置,进行了过量空气系数和点火提前角与燃用不同掺氢比例的HCNG对发动机排放特性影响的试验研究。结果表明,发动机燃用HCNG,其HC和CO的排放都减少,NOx排放量增加,但随着过量空气系数的增加或点火提前角的减少,NOx排放会大大减少,排放性能得到优化。同时进行了体积掺氢比20%的HCNG和纯CNG外特性对比试验研究,结果表明,相比纯CNG,燃用掺氢20%HCNG后,其动力性变化不大,燃料消耗率却相应的减少,经济性得到改善。     

空燃比对准均质充量压缩点燃天然气发动机低负荷排放性能的影响

通过采用进气节流改变空气／天然气过量空气系统фa,实验研究了фa对准均质充量压缩点燃( QHCCI)天然气发动机的低负荷排放性能的影响。研究结果表明：在低负荷工况下,фa太小,将会导致NOx,排放增加,热效率下降;фa过大,将会导致HC、CO排放的增加。通过对фa进行优化控制,大大降低了低负荷工况下HC和CO排放。     

基于支持向量机的氢混天然气发动机性能预测

为提高氢混天然气（HCNG）发动机的标定效率,精确预测发动机参数,对一台氢气体积分数为20%的HCNG燃料发动机进行试验研究和性能预测分析。基于高转速低负载工况稳态标定试验数据,采用支持向量机（SVM）方法建立发动机参数关联模型,并利用不同寻优算法为模型寻找最优参数,以提高各项参数的预测精度。结果显示：若发动机运行于最大扭矩点火正时,则等效天然气比消耗（BSFC）最小,NO_x比排放（BSNO_x）也处于较理想的水平,尤其在增加氢气比例时,这些外特性有更加显著的提升;SVM模型可以较好地描述发动机输入参数与输出参数之前的非线性关系,自变量与因变量之间的相关性较强（决定系数R²均大于0.97）,模型的预测精度较高,利用遗传算法得出的最优预测模型具有较高的泛化能力,扭矩、BSFC、BSNO_x的平均绝对百分比误差分别仅为1.23%、1.98%、5.43%。     

混合燃料添加剂对均质压燃燃烧影响的试验研究

以一台4缸柴油机为原机,在改造过的第4缸进行均质压燃( HCCI)燃烧试验,研究了混合添加剂对HCCI燃烧过程的影响。试验结果分析表明,在不同发动机转速、HCCI稳定燃烧工况下,混和添加剂均优于单一添加剂,即混合添加剂使得着火和放热提前,燃烧放热率峰值升高,并且发动机转速越高,混合添加剂对HCCI的燃烧影响越明显。此外,混和添加剂有助于改善高转速下HCCI发动机的失火,使得发动机在实验转速下工作平稳。     

美国空军开始超燃冲压发动机试验

普惠公司/波音公司研究小组与美国空军研究实验室签订了潜在价值为1.4亿美元的合同,将在2 0 0 7～2 0 0 8年开始对超燃冲压发动机演示器进行多次Ma =6～7的飞行试验.这项超燃冲压发动机飞行演示器计划将降低NASA/美空军X 4 3C实验型高超声速飞行器的风险,该飞行器也定于2 0 0 7～2 0 0 8年左右飞行.这种单发动机演示器(SED)将把普惠公司的碳氢燃料超燃冲压发动机引进到波音公司的骑波器型一次性使用的飞行器中.这种演示器将在110 0 0m高度从B 5 2轰炸机上投放,采用固体火箭助推器推进到Ma =4 .5 ,然后双模冲压/超燃冲压发动机将接力并…     

装甲车辆发动机载荷谱仿真与试验研究

载荷谱是装甲车辆发动机结构寿命研究的根本依据。为深入研究发动机载荷谱,以某型装甲车辆为研究对象,基于发动机工作过程数值计算方法、多体动力学理论和联合仿真技术,建立了包括动力装置、传动装置和行动装置的整车动力性能仿真模型。模拟了车辆行驶过程中驾驶员操作和路面状况对发动机动态工况的影响,并自主设计了挡位、车速传感器,通过实车试验对模型进行了验证。统计分析了装甲车辆发动机典型任务剖面下的载荷参数时间历程,得到了发动机及其零部件载荷谱,为基于载荷谱的装甲车辆发动机可靠性设计和试验提供了依据。     

聚乙烯在固体燃料冲压发动机中的燃速影响因素研究

针对影响聚乙烯（PE）在固体燃料冲压发动机燃烧室中的燃速因素,采用数值仿真与直连式实验相结合的方法,研究了空气质量通量和固体燃料内径对PE燃料平均燃速和当地燃速的影响,分析了无量纲回流区长度与突扩台阶高度的关系。研究表明,PE燃料平均燃速与空气质量通量呈幂函数递增关系,与固体燃料内径呈幂函数递减关系;点火过程的影响以及湍流燃烧模型对突扩台阶后回流区内传热的计算精度是引起回流区内计算结果与实验结果误差较大的重要原因;无量纲回流区长度与突扩台阶高度呈线性递增函数关系。研究结果对固体燃料冲压发动机燃烧室的设计具有一定的参考价值。     

天然气发动机技术发展研究

本文介绍了天然气的车辆技术发展和应用前景 ,分述了各种不同类型的天然气发动机的特点 ,并对提高天然气发动机的动力性能、排放性能的技术给予了详细的论述 .同时对液化天然气 ( L NG)发动机的开发和应用技术进行了探讨     

天然气／柴油双燃料发动机排放的影响因素

本对引燃柴油供油提前角和天然气替代柴油率对天然气／柴油双燃料发动机排放性能的影响进行了试验研究．结果表明,随引燃柴油供油提前角的变更和天然气替代柴油率的变化,发动机排放物中THC、CO和NOx有较大变化．综合考虑发动机的排放性能及动力性等,得出了双燃料试验样机引燃油供油提前角和天然气替代柴油率的较佳范围．     

发动机燃用乙醇汽油的空燃比模拟优化研究

应用汽油发动机的缸内工作过程、燃烧发热率和传热系数计算模型,分析了发动机的工作过程及其影响因素.运用GT-POWER建模仿真软件,建立了单缸汽油机燃用E10的工作过程模型;通过模拟计算,研究了空燃比对发动机转矩的影响,以发动机获得最大扭矩为优化目标,在对发动机空燃比的优化方法进行实证分析的基础上,确定了不同转速下,发动机燃用乙醇汽油时的理想空燃比.     

点燃式天然气发动机燃烧过程的试验研究

在点燃式单缸四冲程试验用发动机上, 用高速摄影的方法观察研究了燃烧天然气燃料时不同工况下的火焰传播过程． 结合示功图的分析,研究了不同混合气浓度下缸内气流运动对天然气燃烧过程、发动机性能和ＮＯＸ 排放特性的影响．分析了不同燃烧条件下天然气燃料发动机循环变动的情况．     

Study on Effects of Oxydal on Diesel Engine Combustion

Based on the analysis of the high temperature decomposition of oxydal(H2O2)and the combustion of diesel engine,the effects of H2O2 on the improvement of diesel combustion were studied.An oxydal spray system was designed to inject H2O2/water mixture into the manifold.The experiment was carried out on a 1135 diesel engine bench.The results show that H2O2 injection can make the curve of heat release rate move forward and decrease its peak value.The specific fuel consumption is decreased a little,while both NOx...     

Experimental Investigation on Space-dispersed Double-wall Jet Combustion System for DI Diesel Engine

A space-dispersed double-wall jet combustion system was developed by adopting the wall-guiding spray method and the stratification theory.The experimental test was carried out to optimize the structural parameters of the diesel-engine combustion system,including chamber structure,swirl ratio of cylinder head,included angle of jet orifice,number and diameter of jet orifice,fuel injection pressure and timing.The effect of double-wall jet combustion system on combustion and engine performance was tested to obtain the best performance indexes,and the double-wall jet combustion system was compared to the prototype.The results show that NOx is reduced from 712 PPm to 487 PPm at 2 100 r/min,and from 593 PPm to 369 PPm at 3 000 r/min,which are reduced by 31.6% and 37.7%,respectively.The smoke intensity was reduced form 3.67 BSU to 2.1 BSU,and the oil consumption was reduced from 240.5 g/(kW·h) to 225.4 g/(kW·h),which was decreased by 6.3% at low speed.The pressure in the cylinder was obviously reduced from 115 bar to 108 bar,which was reduced by 6%.     

氢内燃机的发展现状及进展

介绍了氢燃发动机的优势和现阶段氢燃发动机存在的主要问题、国内外对解决或减轻这些问题的方法及其机理.对今后的研究方向作出了预测.     

Research on Measurements for Temperature and Stress of Pistons in Internal Combustion Engine

In both numerical simulation and experimental research for the piston of internal combustion engine, the verification foundations are always insufficient. The reason is the measurements for its transient temperature and stress under actual operation conditions are very difficult. A multi-channel measurement-storage technology is used in the engine bench experiment to measure the piston temperature and stress in real time. The temperature and stress changes in the engine operation process are obtained. They provide reliable instructive criteria for numerical analysis and experiment of the piston working state.     

基于排放特性的小型风冷柴油机燃烧过程研究

小型风冷柴油机受结构限制,中小负荷冷却强度偏大,使柴油机CO、HC的比排放偏高。为了探索CO、HC的生成机理,达到中国非道路柴油机第3阶段排放标准,以186F风冷柴油机为研究对象,研究了不同压缩比、有无排气再循环（EGR）试验条件下的污染物排放特性。结果表明,不同方案的NO_x比排放变化率不超过4%,两种压缩比对比结果为：CO、HC的排放分别变化了41.1%和53.9%;有无EGR方案CO、HC的排放分别变化了19.5%和22.5%。通过示功图分析得出结论：CO、HC的生成量主要与滞燃期内的压缩温度有关,在10%负荷工况下压缩终了温度达860 K以上,可有效降低CO、HC的排放;通过不同技术方案协同优化燃烧过程,可使柴油机整机比排放低于中国非道路柴油机第3阶段排放限值。     

进气氧浓度对柴油机燃烧过程影响的仿真研究

为分析进气氧浓度对柴油机燃烧的影响,通过调节进气氮氧比控制进气氧浓度,应用计算流体力学（CFD）软件FIRE对不同进气氧浓度下柴油机燃烧过程进行了三维仿真研究。研究结果表明：进气氧浓度影响缸内混合气质量,进气氧浓度降低,缸内浓混合气增加,扩散燃烧阶段放热速率降低。随着进气氧浓度降低,缸内最高压力和平均温度降低,柴油机燃烧品质变差。富氧燃烧时柴油机NOx排放升高,碳烟排放降低;部分负荷时,进气氧浓度降低,NOx和碳烟排放均降低。     

点火提前角对天然气转子发动机燃烧过程的影响

以火花点燃式转子发动机为研究对象,建立了相应的湍流和燃烧模型,实现了发动机工作过程的动态模拟。在此基础上,计算得到了转子发动机缸内流场、温度场的演变及火焰传播过程,并计算分析出了不同点火提前角对缸内燃烧过程的影响。计算结果表明：燃烧室内部涡流对火焰传播起着积极的加速作用,点火时火花塞位于涡流区到单向流的过渡区域最好。随着转子运动,涡流会因燃烧室容积减小而受到挤压并消失,在涡流消失时刻一定的情况下,为了充分利用涡流的作用时间,应该适当地增大点火提前角。在计算工况下,当点火提前角为47°时,发动机的燃烧效率和气缸内压力峰值均最高,并且NO_x的排放较少。此研究为其他不同工况下,转子发动机的最佳点火提前角的确定提供了理论参考依据。