一种改进的直喷式柴油机准维多区燃烧模型

为了深入研究内燃机工作过程，在直喷式柴油机准维多区燃烧模型中，考虑了油滴间的相互碰撞和聚合作用，及缸内燃烧和空气运动对燃油蒸发的影响及油滴蒸发的相互影响。通过计算结果与实验结果的对比，表明考虑了油滴相互作用的燃烧模型可以更准确地预测发动机性能。     

双燃料直喷式柴油机燃烧模型及性能预测

本文探索了一种适合于甲烷柴油双燃料直喷式柴油机的燃烧模型,用含有14种化学成份的32个化学反应方程来模拟稀薄和接近理想甲烷氧气混合比时的燃烧过程。计算和实测结果表明,此模型能较满意地预示双燃料柴油机的性能,又为设计和研制新型双燃料柴油机提供有价值的信息。     

船用直喷式柴油机燃油蒸发、燃烧模型

为了更好地预测船用柴油机的性能，改进了包括燃油蒸发和燃烧过程的准维多区燃烧模型，该模型采用数值模拟计算方法，考虑了缸内工质的对流辐射换热，用正十六烷和α－甲基萘按适当比例混合来模拟燃油，在空气卷吸计算中考虑了燃油碰壁和着火对空气卷吸的影响，经实验验证，本模型理论计算与实测结果吻合良好，表明本模型对柴油机工作过程的模拟是正确的，应用本模型可以方便地预测发动机的性能。     

基于OpenFOAM的正十二烷喷雾燃烧数值模拟

为了深入理解喷雾射流的燃烧特性,基于OpenFOAM平台,采用有限速率PaSR燃烧模型和详细化学反应动力学相结合的方法,对ECN(engine combustion network)Spray A(正十二烷喷雾燃烧)无反应和有反应2种情况进行数值计算.无反应情况下验证了该喷雾模型的适用性和精确性,发现预测的液体和蒸气穿...     

多区模型预测直喷式柴油机特性和排放

介绍了模拟混合气在汽缸中燃烧情况的一种多区数学模型,即将汽缸中的空间分成3个不同的区域,热传递发生于每一区与外部环境之间,假设每一区域中混合物的特性各处均匀一致,从而得出了模型简图.文中还介绍了国外该模型在预测柴油机特性及预测氮氧化物排放量方面的应用.     

柴油掺水乳化油液粒燃烧模型探讨

从燃烧过程中的扩散方程、能量守恒方程、质量守恒方程出发，导出了掺水乳化油液粒的燃烧模型，并提出了根据过热极限温度来判断微爆效应的方法，通过以2105柴油机为例进行计算，说明该模型计算所得燃烧过程参数可用来解释发动机性能试验所测结果。     

掺氢汽油机燃烧过程的准维模型构建

为研究不同工况下掺氢汽油机燃烧特性, 构建并验证了用于计算掺氢汽油机缸内燃烧过程的准维模型.模型基于理想气体状态方程、质量守恒方程、热力学第一定律, 建立双区热力学微分方程组, 通过湍流卷吸模型确定燃烧放热率, 通过掺氢汽油层流火焰速率关联式反映掺氢对混合气火焰特征的影响规律, 并利用MATLAB数值分析软件完成方程组的求解过程.结合内燃机台架试验, 对不同掺氢体积分数、混合气当量比、进气道压力条件下模型的准确性进行了验证.对比结果表明, 该模型能准确地反映不同运行条件下掺氢汽油机的燃烧特性.     

喷雾引导式直喷直列6缸稀薄燃烧发动机

德国宝马开发成功了采用压电喷射阀的喷雾引导式直喷直列6缸稀薄燃烧发动机。新发动机是一款排量为3．0L的自然吸气发动机，气缸体使用镁铝合金。该发动机采用的压电式喷射阀具有喷射压力及响应性高的特点．在吸气及压缩行程中以最大20MPa（200个大气压）的压力最多喷射3次燃料。第1次是为了降低吸气温度、提高填充效率，第2次是为了呈圆锥状形成燃料区．第3次则是为了在点火火花塞附近形成易于点燃的浓燃料区。     

缩口燃烧室中气流特性与燃油喷雾匹配对柴油机燃烧及排放的影响

利用三维数值仿真软件FIRE,对缩口直喷燃烧室内气流特性与燃油喷雾以不同喷射时刻匹配时对缸内速度场、浓度场和温度场分布特性的影响进行了仿真分析.研究了燃油喷雾与不同燃烧室空间气流特性匹配时的混合气形成特点和燃烧过程,并对混合气形成特点对发动机性能的影响进行了试验研究.结果表明,缩口燃烧室内气流特性与燃油喷雾以不同喷油正...     

基于Level set的小火焰模型在湍流预混燃烧中的应用

较详细地分析了基于Level set方法的小火焰模型应用于湍流预混燃烧的原理及特点.并且以矩形突扩燃烧室中甲烷/空气湍流预混燃烧为例,应用数值模拟方法计算其组分浓度和温度在火焰内部的分布.计算结果与实验结果吻合良好,这表明此模型能较好地模拟湍流预混燃烧.     

液雾燃烧的热声不稳定动态特性

为了探究液雾燃烧不稳定的动态特性,在实验室尺度的3 kW液雾燃烧器上,通过测量不同当量比下燃烧室的声压和火焰热释放速率变化情况,并且使用非线性时间序列分析方法,如相空间重构和递归分析,研究热声振荡信号的特点. 当液雾燃烧器的风量从4.0 L/min逐渐增加到9.5 L/min后,燃烧室中热声振荡的动态特性不同. 当风量为4.0~5.5 L/min时,燃烧室的声压幅值为20~30 Pa;当风量为6.0 L/min时,燃烧室的声压幅值突然增大到100 Pa. 发生热声不稳定的液雾火焰将会呈湍流燃烧噪声、极限环、半稳态等非线性状态. 与此同时,风量的增加（当量比的减少）会触发液雾燃烧热声不稳定,燃烧室的湍流燃烧噪声会突变成极限环振荡.     

浅形缩口直喷式柴油机燃烧室结构特点及其对排放特性的影响

利用AVL公司的FIRE软件对重型车用柴油机缩口直喷式燃烧室内的气体流动特性进行了数值模拟计算。引入涡流强度保持性的概念，计算分析了不同缩口直径对燃烧室内涡流强度保持性的影响。在此基础上，对不同缩口直径燃烧室进行了喷射系统参数的优化匹配试验研究。结果表明：采用缩口直喷式燃烧室结构可有效组织燃烧室内的气流运动，苷能与喷射系统参数进行优化匹配，在保持动力性和经济性基本不变的条件下有效地改善柴油机的排放特性。     

浅形缩口直喷式柴油机燃烧室结构特点及其对排放特性的影响

利用AVL公司的FIRE软件对重型车用柴油机缩口直喷式燃烧室内的气体流动特性进行了数值模拟计算。引入涡流强度保持性的概念 ,计算分析了不同缩口直径对燃烧室内涡流强度保持性的影响。在此基础上 ,对不同缩口直径燃烧室进行了喷射系统参数的优化匹配试验研究。结果表明 :采用缩口直喷式燃烧室结构可有效组织燃烧室内的气流运动 ,并能与喷射系统参数进行优化匹配 ,在保持动力性和经济性基本不变的条件下有效地改善柴油机的排放特性     

柴油发动机燃烧模式切换控制策略

针对柴油机低温燃烧/压燃(LTC/CI)燃烧模式切换过程中的瞬态控制问题,提出并开发了组合燃烧模式下的燃油系统和空气系统协调控制策略。实验结果表明,采用油气协调的控制策略,燃烧模式切换快速平稳,保证了LTC的减排效果。     

Experimental study of effects of oxygen concentration on combustion and emissions of diesel engine

Effects of oxygen concentration on combustion and emissions of diesel engine are investigated by experiment. The intake oxygen concentration is controlled by adjusting CO₂. The results show that very low levels of both soot and NO _x emissions can be achieved by modulating the injection pressure, timing, and boost pressure at the low levels of oxygen concentration. However, both CO and HC emissions and fuel consumption distinctly increase at the low levels of oxygen concentration. The results also indicate that NO _x emissions strongly depend on oxygen concentration, while soot emissions strongly depend on injection pressure. Decreasing oxygen concentration is the most effective method to control NO _x emissions. High injection pressure is necessary to reduce smoke emissions. High injection pressure can also decrease the CO and HC emissions and improve engine efficiency. With the increase of intake pressure, both NO _x and smoke emissions decrease. However, it is necessary to use the appropriate intake pressure in order to get the low HC and CO emissions with high efficiency. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50636040, 50676066)     

柴油机燃烧过程模拟分析

为了解柴油机燃烧的微观情况,利用商用计算软件STAR-CD对增压中冷柴油机进行了燃烧模拟分析。在试验台架上调整供油提前角,针对烟度及NOx排放性能进行了试验,为模拟计算获取了温度、压力等初始条件。对试验工况进行了燃烧模拟,结果表明,喷油过程会形成喷注头部,在喷油后期喷注尾部又从喷注整体上脱落;未来得及燃烧的燃油撞壁后,其小部分向上运动逐渐进入余隙狭缝之中,大部分向下沿ω形壁面形成滚流运动;着火首先发生在油束外缘区域,并且随着燃烧的进行,高温区一直出现在燃油蒸汽的外层。     

车用柴油机低排放缩口燃烧系统的优化

为了定量评价低排放缩口燃烧室内的气流特性,引入了涡流强度保持性的概念。采用FIRE软件对车用直喷式柴油机低排放缩口型燃烧室内气流的空间分布及其变化规律进行了数值计算,利用计算结果并结合MATLAB软件计算了不同缩口直径燃烧室内的瞬态涡流强度保持性大小,由此评价这种燃烧室的气流特性,并分析不同缩口直径对燃烧室内气流特性及其涡流强度保持性的影响。在此基础上,通过台架试验对比分析燃烧室内的这种涡流强度保持性与喷射系统参数和进气涡流匹配时对柴油机性能的影响。结果表明,采用适当的低排放缩口型直喷式燃烧室结构可有效地组织和控制燃烧室内气流分布规律及其强度,而且对于这种燃烧室结构存在着最佳的喷射位置和进气涡流比,从而在动力性和经济性基本保持不变的条件下可有效地改善柴油机的排放特性。     

Mechanism and optimization of fuel injection parameters on combustion noise of DI diesel engine

Combustion noise takes large proportion in diesel engine noise and the studies of its influence factors play an important role in noise reduction. Engine noise and cylinder pressure measurement experiments were carried out. And the improved attenuation curves were obtained, by which the engine noise was predicted. The effect of fuel injection parameters in combustion noise was investigated during the combustion process. At last, the method combining single variable optimization and multivariate combination was introduced to online optimize the combustion noise. The results show that injection parameters can affect the cylinder pressure rise rate and heat release rate, and consequently affect the cylinder pressure load and pressure oscillation to influence the combustion noise. Among these parameters, main injection advance angle has the greatest influence on the combustion noise, while the pilot injection interval time takes the second place, and the pilot injection quantity is of minimal impact. After the optimal design of the combustion noise, the average sound pressure level of the engine is distinctly reduced by 1.0 d B(A) generally. Meanwhile, the power, emission and economy performances are ensured.     

基于AVL FIRE柴油机燃用生物柴油的数值模拟

利用AVL FIRE软件对JX493ZLQ3柴油机燃用柴油、B20、B50、B100的喷雾特性和燃烧特性进行数值模拟。模拟结果表明:生物柴油的雾化效果较差,并且生物柴油的高十六烷值、低热值较小等原因,其压力升高率要比较平缓,可以使柴油机工作更柔和,噪音也有所下降,并且生物柴油含氧,可以改善燃烧,但在生物柴油掺混量较高时,动力性有所下降。而在柴油中掺混少量生物柴油对柴油机的动力性及经济性都有所帮助。更多还原     

Investigation of the combustion deterioration of an automotive diesel engine under transient operation

With increasingly stringent emission regulations and demand for fuel economy by the public,the combustion and emission problems of automotive diesel engines during transient operation have become vital and urgent issues.In this study,combustion deterioration has been experimentally analyzed using a heavy-duty turbocharged diesel engine running under transient conditions(constant speed and increasing torque).Optimization of the transient combustion process was performed by adjusting the fuel injection parameters.The results indicated that the notable combustion deterioration relative to steady state operation while transient was a function of the delay in the air-supply to the turbocharged engine,and took the form of combustion phasing delay,resulting in rapidly increasing smoke emission and fuel consumption.However,the delay in combustion phasing can be controlled by advancing the fuel injection timing,effectively increasing thermal efficiency.Unfortunately,smoke and NO x emissions increased at the same time.The deterioration in combustion phasing can also be improved by increasing injection pressure,resulting in decreased smoke emission while NO x emission increased.It is worth noting that the effective thermal efficiency first increased and then decreased as fuel injection pressure increased during transient operation.