进气中氮气的体积分数对柴油机着火与燃烧影响的研究

在一台可以拍摄缸内混合气形成和燃烧过程的发动机上，用高速摄像机研究了在进气加入不同体积分数的N2后柴油机的油束发展，混合气形成，着火以及燃烧过程，同时还采用了三基色法对高速摄像机拍摄出的燃烧火焰的照片进行了温度场分布的计算分析，拍摄的图像和计算结果表明，加入N2后，对燃油束的喷雾及混合气体形成过程没有影响，对着火滞燃期的影响也不大，但对火焰的燃烧最高温度和燃烧室的平均温度影响很大，N2的加入量越大，燃烧温度下降越多，燃烧过程的结束也就越早。     

进气含有高浓度CO2的柴油机的燃烧特性

在一台可以拍摄缸内混合气形成和燃烧过程的发动机上，在进气中加入不同浓度的二氧化碳（CO2）气体，研究其对柴油机的燃油束发展、混合气形成、着火、燃烧过程所带来的影响，同时采用三基色法对测出的燃烧温度场分布进行计算分析。拍摄的工况是在不同发动机转速以及不同的CO2浓度的情况下进行。拍摄到的图像经分析和计算表明，加入不同浓度的CO2后，燃油束的喷雾及混合过程没受影响，但使着火滞后期延长、燃烧持续期缩短，并降低了燃烧温度，特别是降低了最高燃烧温度。研究结果还表明，加入CO2过多时则会影响燃烧稳定性。     

利用双像高速摄影研究柴油机燃油束撞击雾化及燃烧特性

利用双像高速摄影技术研究直喷式柴油机燃油束撞击雾化及燃烧过程。对轴针式喷油嘴在缸内的燃油束撞击挡块反弹雾化混合过程的火焰扩展过程进行了分析研究 ,结果表明 ,燃油束撞击反弹方向和喷油压力对油气混合气形成和燃烧过程有很大影响。     

直喷式柴油机喷雾特性与燃烧过程的研究

本文介绍了用高速纹影法研究一直喷式柴油机混合气形成和燃烧过程的结果。文中简述了所建立的纹影光学系统和测量气缸内压力的电路控制系统,并观察分析了不同燃油启喷压力和空气涡流强度对油束特性、油束碰壁反溅、混合气形成以及火焰传播过程的影响,还研究了喷油压力和空气涡流对炭烟形成和放热过程的作用。     

用双色法研究进气道喷射乙醇柴油引燃时的燃烧过程

利用高速彩色CCD摄像机的3个单色通道信息进行了双色法计算温度和KL因子的可行性研究，并用乙炔火焰对计算结果进行了验证，讨论了不同双色组合对测试精度的影响。在一台可视化发动机上对进气道喷射乙醇柴油引燃时的燃烧过程进行了分析，结果表明：随着乙醇喷入量的增加，燃烧火焰面积减小，温度及代表碳烟浓度的KL因子也相应下降，说明乙醇对柴油燃烧过程中碳烟的生成有抑制作用。     

二甲醚/空气/稀释气层流燃烧特性研究

利用定容燃烧弹试验和数值模拟的方法分析了稀释气种类及掺混量对二甲醚-空气预混合气层流燃烧速度、绝热火焰温度和火焰结构的影响。结果显示:随稀释系数的增大,混合气的层流燃烧速度,绝热火焰温度逐渐减小;在相同的稀释系数条件下,稀释气对二甲醚层流燃烧特性的影响程度按照由氩气(Ar)、氮气(N2)、二氧化碳(CO2)的顺序依次增强;层流燃烧速度随绝热火焰温度的增大而增大,Ar和N2稀释时层流燃烧速度和绝热火焰温度的关系曲线基本重合,CO2稀释时曲线处在较低的位置;Ar和N2在二甲醚燃烧过程中主要通过稀释作用和吸热作用产生影响,而CO2除这两个作用之外,还会参加化学反应,从而进一步影响绝热火焰温度和火焰传播速度。     

初始温度/压力对天然气层流燃烧速率的影响

在定容燃烧弹内利用高速纹影摄像法研究了不同初始温度和初始压力下不同当量比的天然气-空气混合气的火焰传播过程,并结合火焰传播照片分析了初始压力和初始温度对混合气层流燃烧速率的影响.研究表明,天然气-空气混合气的无拉伸火焰传播速率和无拉伸层流燃烧速率随当量比的增加先增大后减小,且最大值出现在化学当量比附近.火焰传播速率和层流燃烧速率均随着初始压力的升高而降低,随着初始温度的升高而提高.     

甲醇-空气-氮气混合气预混球型火焰的试验研究

利用高速纹影摄像法在定容燃烧弹内研究了不同燃空当最比、初始压力、初始温度和气体稀释度下甲醇-空气-氮气混合气预混球型火焰的发展特性以及3种火焰锋面的不稳定性.获得了不同初始状态下的层流燃烧速度、质量燃烧流量和马克斯坦长度.高的初始压力时,火焰锋面生成的裂纹发展并形成细胞状结构.稀混合气时,浮力和电极的冷却作用对火焰的发展有重要影响.当量比在化学计量比附近时,随着初始温度的提高,流体动力学不稳定性被抑制.随着初始压力的增加,流体动力学不稳定性增强.稀释气的加入抑制了火焰锋面流体动力学的不稳定性.     

N_2+H_2O稀释氢/空气混合气层流燃烧特性

氢内燃机废气再循环的主要成分是N2和H2O,探索N2+H2O稀释条件下的氢/空气混合气层流燃烧特性具有重要理论和实际应用.基于定容燃烧测试系统,采用分压法匹配混合气成分,试验研究了稀释条件下的氢/空气混合气层流燃烧特性.结果表明,稀释对于氢/空气混合气的火焰传播有显著的影响:已燃区温度、无拉伸火焰传播速率和氢/空气混合气层流燃烧速度随着稀释率的增加而显著下降;同时,随着稀释率的增大,火焰拉伸率和马克斯坦长度略微减小,火焰的稳定性有所下降.     

废气再循环成分对扩散燃烧中碳烟形成影响的研究

通过测量对置射流扩散火焰中开始形成碳核时的临界气动变形率Kp和同轴扩散火焰碳烟的体积浓度，当燃烧废气的主要成员CO2和N2加入到燃料气流及形成扩散火焰的空气流中时，对碳烟生成到排出各过程的影响进行了实验研究。通过适当的火焰温度调节，研究了它们在碳烟生成各过程中的化学作用。结果显示，废气再循环成分CO2和N2对扩散火焰碳烟生成的各个过程并无增加碳烟排放量的作用，反而遏止碳烟的成核和聚合长大，这两种成分对碳烟的氧化，也没有十分明显的不利影响。     

燃油性质与喷油参数对陶瓷隔热复合机燃烧过程的影响

摘要在定容燃烧装置与B1135型单缸机上,对陶瓷隔热复合机的燃烧过程进行了试验研究.结果表明,由于陶瓷隅热复合机的压缩终点温度和压力很高,使滞燃期过短,空气粘度高,着火点在喷油嘴孔口附近,初期火焰横贯喷注,使空气与燃油混合条件差,因而仍沿用常规发动机燃烧系统参数时,燃烧过程恶化、燃油消耗率上升.采用减小喷油嘴孔径、增多喷孔数以改善空气与燃油的混合条件,以及采用低16烷值、低粘度燃油以获得滞燃期加长、着火点远离孔端等措施.对改善陶瓷隔热复合机燃烧过程具有良好的效果.     

Study of the characteristic of diesel spray combustion and soot formation using laser-induced incandescence (LII)

In this paper, the planar images of diesel spray combustion flame and soot formation were measured and analyzed by using LII, in a constant volume combustion vessel. The effects of combustion flame and fuel–air mixing characteristics on soot formation and distribution of soot concentration were studied at different conditions. The result indicates that, with increase in ambient temperature and pressure, the ignition delay of diesel fuel is shorter. The increase of ambient temperature and pressure and the reduction of injection pressure shorten the diesel flame lift-off length. The lower the ambient temperature and pressure, the weaker LII signal intensity. At the same ambient temperature and pressure condition, the higher the diesel injection pressure, the smaller the soot production in diesel jet spray, and soot particles are primarily produced in the relative fuel-rich region, which is encompassed by the flame surface front at the downstream of the diesel jet.     

缸内直喷周向分层燃烧系统火花塞附近油束发展历程的试验研究

采用高速摄影技术研究了缸内直喷周向分层（简称DICSC）燃烧系统火花塞附近两根油历史潮流的发展历程。研究结果表明,喷雾混合过程中燃油碰壁、反弹现象非常明显,大多数燃油的雾化与蒸发产生于油束碰壁以后。靠近壁面处燃油浓度最大,向燃烧室中心方向浓度逐渐降低,沿周向、顺涡流方向形成了明显的由浓到稀的分层。因而,为了保证较好的着火稳定性,在DICSC燃烧系统中火花塞靠近壁面布置并处于油束下游一定角度比较合适,此外有浓度合适、易于点燃的混合气以便火焰能够顺利扩展。另外,还研究了不同涡流比和油束夹角下的油束发展历程。     

喷油提前角对柴油机燃烧特性的影响

为了研究柴油机在不同喷油提前角下的燃烧特性,采用三维流体数值分析软件AVLFIRE建立了某型柴油机燃烧计算模型.在不同喷油提前角下,对燃烧滞燃期、油气混合程度、温度、燃空当量比、放热率和压力进行分析,得出:随着喷油提前角的增大,滞燃期延长,着火时刻形成的可燃混合气增多,缸内最高燃烧压力和最高温度也随之升高同时放热规律相...     

直喷式增压柴油机燃烧过程可视化研究

介绍采用高速摄影技术研究直喷式增压柴油机的燃烧过程，研究工作在单缺柴油机上进行。研究结果表明，进气增压改善了上柴油机燃烧过程；促进了燃油和空气的混合，增加了燃油束向燃烧室中心的扩展区域，壁面附近燃油堆积量减小；缩短了着火延迟期，增加了扩散燃烧的比例，火焰扩展速度降低；改善了燃烧室内的燃烧条件，抑制了燃烧火焰向活塞顶部外溢。     

Comparison of the combustion and emission characteristics of NH3/NH4NO2 and NH3/H2 in a two-stroke low speed marine engine

As a marine engine fuel of great concern, ammonia needs to be mixed with another high reactive fuel to improve its combustion performance. In this work, the combustion performance of NH₃/NH₄NO₂ and NH₃/H₂ was compared under different boundary conditions (excess air coefficient, initial temperature, pressure and mixing ratio). The numerical simulation of compression combustion is carried out under different power loads. The addition of ammonium nitrite decreases the ignition requirement of ammonia and shortens the ignition delay time of the mixture fuel. The boundary conditions of compression ignition can be reduced by mixing hydrogen and mixing ammonium nitrite, but it is not enough to achieve compression ignition under NH₃/H₂ mode. The addition of 30% ammonium nitrite can reduce the intake temperature to 300–360 K, which makes the compression ignition of the mixed fuel feasible. Meanwhile, in order to reduce the high in-cylinder combustion pressure and improve the combustion performance of the mixed fuel, the fuel injection strategy was proposed to achieve constant combustion pressure of 30 MPa under the premise of less power loss, which is a potential solution for the combustion of ammonia fuel.     

Influence of spray-glow plug configuration on cold start combustion for high-speed direct injection diesel engines

Glow plugs are currently the most employed solution to promote ignition in light-duty diesel engines during low temperature cold start. Improved knowledge about the mechanisms that control ignition and flame development under such conditions is necessary for design purposes, especially with current trends to reduce engine compression ratio. This paper aims to analyze the influence of the glow plug configuration (location and temperature) on cold start combustion. Experimental tests carried out in an optical engine with high speed visualization have confirmed that spray-glow plug configuration influences the whole combustion process through pilot ignition. Ignition of pilot injection is controlled by glow plug to spray distance, by glow plug temperature and by fuel and air motion after the end of injection. Nevertheless, glow plug temperature effect starts to be negligible above a certain value, since chemical ignition delay cannot be further reduced.     

柴油机多维燃烧模拟程序及其参数灵敏性研究

在一个模拟直喷式柴油机燃烧过程的二维模型的基础上,开发了可在微机上运行的二维计算程序,程序名为ＲＥＳＤ－２Ｄ。程序中采用了亚网格尺度（ＳＧＳ）湍流模型、蒸发性液体射流喷雾模型、着火延迟期模型,燃烧和排放的计算采用部分平衡流方法。随后对该模拟程序中与计算参数、燃油喷射、混合、燃烧等相关参数的灵敏性进行了研究,所得到的结论对于ＲＥＳＤ－２Ｄ程序走向实用化有指导意义。还应用该程序针对１２１５０Ｌ柴油机进行了计算,给出了计算结果     

Bump环强化柴油混合过程的数值模拟研究

对双模式HCCI燃烧,促进其主喷阶段燃油的混合速率至关重要。采用CFD数值模拟方法研究了一种新型燃烧室设计——BUMP燃烧室对直喷柴油机喷雾燃烧过程的影响。结果表明,bump环扰动缸内气流运动产生复杂的流谱,形成强烈的湍流。燃油喷雾撞壁后,bump环剥离壁面射流形成二次空间射流,减少了燃油在燃烧室壁面的沉积,湍流混合速率大大增加。自燃着火时刻,BUMP燃烧室内有38．2％的燃油处于碳烟生成门槛之外,而对比燃烧室仅为28．9％。数值模拟解释了BUMP燃烧室同时降低NOx和碳烟排放的实验现象。此外,模拟还发现燃油混合速率对喷油定时非常敏感,存在一个高湍流混合速率曲轴转角区间。