LNG发动机缸内气体流动及其对燃烧过程影响的数值分析

应用STAR-CD软件对缸内直喷LNG发动机建立工作过程的计算模型,分析了缸内流场的运动及对发动机燃烧过程的影响.模拟结果表明:进气过程所产生的涡流运动能够维持到压缩上止点附近,压缩行程后期缸内的滚流破裂成众多小尺度的涡,湍流强度增大,可以提高火焰传播速率;压缩冲程接近终了时,缸内混合气呈明显分层现象,在火花塞及LNG喷嘴附近聚集较浓的可燃混合气,利于实现天然气发动机的稀薄燃烧.     

基于不同燃烧模型的二甲基醚发动机工作过程模拟研究

利用韦伯(Wiebe)模型、Watson模型、Whitehouse-Way模型以及化学动力学着火模型模拟计算了DME发动机的燃烧放热率，并将模拟计算结果与试验结果进行了对比。在对喷油正时、燃烧始角、循环供油量以及燃料热值等计算初始参数进行适当调整的基础上，上述模型的模拟计算结果与DME发动机实测数据基本吻合，说明上述各模型不仅适用于柴油发动机的性能预测分析，亦适用于DME发动机运行参数的预测。     

燃气发动机的发展动向

由于可燃气体具有燃烧后排放性能好的特点，因此使用可燃气体作发动机的燃料既．可以节省能源，又能减少空气污染。但是，使用燃气发动机出现的动力性下降和可靠性变坏等，在很大程度上又限制了它的广泛使用，成为亟待研究解决的问题。为促进我国燃气发动机技术的发展，本文在参阅有关最新研究资料的基础上，就国内、外燃气发动机的发展动向进行初步分析。     

预燃室参数对大缸径天然气发动机燃烧过程影响的研究

在对大缸径天然气发动机燃烧系统开发的过程中,设计了小容积预燃室加浅盆型主燃室的燃烧系统,之间通过8个直径2mm的均匀布置的通道连接,针对2种角度的布置结构进行数值模拟及试验分析。通过简化的甲烷反应动力学模型模拟分析了主燃室内的燃烧过程。分析结果表明:大的连接通道夹角有利于加快燃烧室径向的火焰传播速度,但主燃室中心部位燃烧较慢;小夹角的方案则相反。单缸试验机上的试验也得到了相同的结果,并证明大夹角通道方案有较好的抗爆震性能和排放性能。     

多缸发动机进气瞬态过程的计算机仿真

通过实例的多缸发动机进气管总管某一截面上气流参数来计算多缸机进气管各歧管气流瞬态参数，并实现了对进气管内气体的流动的动态仿真直观地描述了多缸发动机进气管内气体流动的瞬态过程，为换气过程的研究提供有效的方法。     

直喷压燃式发动机燃用柴油/碳酸二甲酯的燃烧特性和放热过程研究

在一台直喷式发动机上开展了燃用柴油／碳酸二甲酯混合燃料的燃烧特性与放热过程研究。结果表明，随碳酸二甲酯含量的增加，预混燃烧推迟，扩散燃烧期缩短。在中高负荷区，相同平均有效压力下，缸内最高压力、最高压力升高率和最大放热率随碳酸二甲酯含量的增加而增加，而在低负荷区基本上不随碳酸二甲酯含量的增加而改变。着火滞燃期随碳酸二甲酯含量的增加而增加，而快速燃烧期和燃烧持续期不随碳酸二甲酯含量的变化而改变。随碳酸二甲酯含量的增加，燃油消耗率增加，等热值燃油消耗率降低。CO和烟度随碳酸二甲酯含量的增加而降低，NOx随碳酸二甲酯含量的变化，但变化不大。     

稀薄燃烧发动机的开发

稀薄燃烧不仅降低了发动机排放物中的NO_x 及CO_2,而且也改善了发动机的性能。本文就影响稀薄燃烧的进气道形状、空燃比控制及三元催化剂的应用等方面在理论上与试验中进行了详细的论证。     

燃烧室偏心位置对柴油机缸内燃烧过程的影响

燃烧过程对发动机的整机性能有着重要的影响,运用多维数值模拟可以很好地模拟内燃机的燃烧过程,优化燃烧系统,提高发动机的性能.本文运用KIVA-3V对直喷化改装后的1105柴油机进行了模拟仿真,得到了大量的缸内燃烧信息,研究了燃烧室偏心对柴油机燃烧过程的影响.绘制了偏移量为0、-8.54mm、和-10mm时的缸内温度场和压力场图,通过详细的分析和比较,得到了一些有用的结论,为下一步燃烧室的优化提供了有价值的基础数据.     

柴油-天然气发动机的爆震燃烧特性的研究

本文对柴油-天然气发动机的爆震燃烧特性进行了深入研究。通过对纯柴油发动机和双燃料发动机的示功图和放热率的对比，将双燃料发动机的爆震燃烧分为三种形式，并分析了双燃料发动机爆震燃烧的主要影响因素。     

燃气发动机的发展动向

由于可燃气体具有燃烧后排放性能好的特点,因此使用可燃气体作发动机的燃料既可以节省能源,又能减少空气污染.但是,使用燃气发动机出现的动力性下降和可靠性变坏等,在很大程度上又限制了它的广泛使用,成为亟待研究解决的问题.为促进我国燃气发动机技术的发展,本文在参阅有关最新研究资料的基础上,就国内、外燃气发动机的发展动向进行初步分析.     

氢内燃机缸内燃烧特性

介绍了氢内燃机试验分析系统,对比和分析了不同工况下的氢内燃机缸内燃烧特性,总结了不同运行参数下氢内燃机的燃烧特点.试验结果表明:由于燃烧速度较高,氢内燃机可以在上止点或上止点后点火,此时指示效率下降并不明显.在中低转速时,氢内燃机可以适应不同转速,能够及时燃烧.油门开度对氢内燃机的影响很大,小油门开度时残余废气多,氢气的浓度降低,使氢气燃烧速度受到影响,指示热效率降低,循环变动增加.     

电控柴油机起动油量脉谱的优化

应用德国BOSCH公司生产的VP37电控分配泵管理系统与大连柴油机厂生产的CA498Z型柴油机所组成的电控CA498Z型柴油机和与该管理系统相匹配的VS100标定系统,试验研究了起动油量脉谱对电控柴油机起动性能的影响。得出了在保证起动过程中低HC排放的基础上尽可能降低起动时间原则下的起动油量脉谱标定过程。     

气动-柴油混合动力空气管理策略研究

根据不同经济性指标,对并联式气动-柴油混合动力发动机提出了相应的空气管理方案,并进行了数值仿真研究.计算结果表明:以气动缸最高效率为目标的优化方案适合在常规工况下使用;以最低气耗率为目标的优化方案可作为短时间、高负荷工况时的补充,而以两缸流量相等的方案不宜在该混合动力发动机中使用.此外还对柴油缸采用增压技术、改变两缸转速比等方案进行了探讨.     

快速空气加热器减少汽油机冷起动排放的试验研究

利用汽油机自身的燃油供应系统,建立了高压点火、低压喷射的快速空气加热器(RAH),使用这种加热器对汽油机冷起动过程的排放进行了试验研究.研究表明:RAH能快速加热进气,并且本身排放量较少.在环境温度为-2 ℃时,仅需加热32 s就能使进气温度由9 ℃上升至30 ℃,在发动机起动后还会继续升高.在发动机起动后最初40 s内,经预热的进气可使HC和CO排放分别降低46 %和36.4 %,在同样的时间燃用乙醇汽油,可使HC和CO排放分别降低33.4 %和11.1 %.结果表明RAH为有效的降低汽油机冷起动排放的装置.     

船用2 MW级天然气发动机及动力系统研发

天然气作为优质高效、绿色清洁的低碳能源,正逐步成为我国主体能源之一,具有重要的战略意义和显著的经济效益。介绍了新近推出的自主品牌M23G天然气发动机的开发历程、性能及主要技术特点。针对气体发动机的性能特点,提出了船舶天然气动力系统配置、设计中须关注的关键技术,以及天然气发动机在陆用能源的应用方向。     

增压多缸柴油机各缸进气不均匀性的研究

在某增压8缸柴油机性能试验和多个气缸压力测量的基础上,利用试验数据对该柴油机的一维性能仿真计算模型进行了标定和校核,计算和分析了不同试验工况下柴油机各缸进气流量的不均匀性。结果表明:在相同转速的情况下,各气缸进气量的大小对比关系不随负荷的变化而变化,随着负荷的增加,各缸的平均进气流量增加,各缸的进气不均匀度增加;不同转速时,各气缸进气量的大小对比关系有所变化,进气不均匀度也不相同。     

空气变组分富氧进气发动机性能及其排放作用影响分析

针对富氧进气发动机性能及其排放作用和影响开展分析,并在单缸四冲程风冷点燃式发动机上进行试验,分别选择不同工况及21%、23%、25%的3种富氧进气浓度,进行发动机性能和排放研究.研究结果表明:富氧进气发动机动力性增强,经济性改善,排放性能优劣并存,其中功率提升、燃油消耗率降低、HC和CO排放改善,在较低富氧程度下作用更加明显,随着富氧程度的增加,作用逐渐减小;在较高富氧浓度下,尽管C0、HC排放仍然降低,但是N0x排放却大幅度提高,因此将富氧程度控制在23%左右.     

汽油机进气动态特性建模与仿真研究

从汽油机实际工作过程出发,运用平均值建模方法构建了汽油机进气管内空气动态特性模型,并基于稳态试验数据对模型待定参数进行了辨识。通过引入转速修正项对模型结构进行了修正,特别是对节气门处空气质量流量的饱和非线性特性进行了补偿,解决了原节气门处空气质量流量子模型在较大节气门开度下误差较大的问题。台架试验和计算机仿真对比结果显示,在稳态工况下,进气压力模型仿真与实测值的最大相对误差不超过±2%,在节气门阶跃的瞬态工况下,最大误差不超过±3%。相关模型可直接用于基于模型的进气口空气流量预测、空燃比控制器设计,也可作为汽油机模型的一部分,为空燃比控制策略软硬件在环仿真提供条件。     

微燃烧发动机应用于微型飞行器的性能分析

阐述了目前微燃烧发动机的研究进展．以现有的材料和加工技术,微燃烧发动机的实现是完全可行的．对比评价了微燃烧发动机和锂电池两种微型飞行器动力源的航程、续航时间和飞行机动性等性能．结果表明,采用微燃烧发动机的飞行器航程最高可达到相同条件下普通锂电池飞行器的29．5倍,续航时间可达到普通锂电池飞行器的39倍,并且微燃烧发动机能大大提高飞行器的飞行机动性．