柴油、天然气双燃料发动机的燃烧特性分析

研究了柴油,天然气双燃料发动机的燃烧特性,并着重分析了引燃柴油供给系统参数对双燃料发支持性的影响。以试验为基础,首先简要比较了柴油,天然气双燃料发动机与柴油机的燃烧特性,并对比了负荷对双燃料发动机燃烧特性的影响。然后分析了最小循环喷油量,引燃柴油量,引燃油喷射压力,喷嘴参数及供油提前角等引燃柴油供给系统参数对最高爆发压力,燃烧放热率,着火开始时间、累积燃烧放热率等柴油,天然气双燃料发动机燃烧特性的     

柴油/天然气双燃料发动机控制系统设计

利用自主设计的双燃料发动机的控制系统,将高压共轨柴油机改装成双燃料发动机。该系统包括天然气供给系统、控制单元(ECU)及其配套传感器等。发动机起动和怠速时在纯柴油模式下运行,当负荷达到某一设定值时,柴油ECU减少引燃柴油的喷射,同时天然气ECU增加天然气量的喷射,发动机在双燃料模式下运行。台架试验结果表明:在不同工况下,天然气平均替代率达到75%,最高替代率达到90%。     

引燃柴油喷油正时对LNG-柴油双燃料发动机燃烧特性的影响

以一台涡轮增压六缸柴油机改造的发动机为试验对象,研究引燃柴油喷油正时对LNG-柴油双燃料发动机燃烧特性的影响。研究了不同喷油正时下的双燃料发动机的缸内压力、压力升高率、缸内温度、燃烧放热规律、循环变动等参数。研究结果表明:引燃柴油喷油正时对双燃料发动机燃烧特性影响很大。随引燃柴油喷油正时的增大,最高缸内压力、最高压力升高率、最大燃烧温度和最大瞬时放热率先升高后降低且所对应的曲轴转角减小;峰值压力循环变动系数先降低后增大,峰值压力升高率循环变动系数降低。     

柴油引燃预混天然气准均质压燃着火过程的研究

利用高速摄像技术对柴油引燃预混天然气发动机的着火过程进行了研究，主要分析了混合气浓度，喷油提前角以及环境温度等参数对双燃料发动机着火滞燃期，着火点位置分布和着火点数量的影响，指出柴油引燃预混天然气双燃发动机着火过程是一种准均质压燃着火过程。     

柴油/天然气发动机燃烧系统协同优化方法

采用KIVA-3V软件耦合多目标遗传优化算法NSGA-3,开展了柴油/天然气双燃料发动机的引燃柴油喷射参数、运行参数和燃烧室结构参数的协同优化研究.将湍流火焰速度封闭模型(TFSC)与PaSR燃烧模型耦合,建立柴油/天然气双燃料发动机复合燃烧模型.结果表明:复合燃烧模型能较好地模拟柴油/天然气发动机的燃烧过程;采用KIVA3V-NSGA3程序进行了双燃料发动机运行参数、喷射参数等多目标参数的协同优化;多目标参数优化结果的数据对比分析揭示了设计参数对目标参数的影响规律;涡流比和喷射参数的变化会对燃烧室内温度、NOx和CH4的分布产生较大影响.     

增压中冷柴油-天然气双燃料发动机燃烧特性的实验研究

对天然气替代率、引燃柴油喷油时刻和中冷后进气温度等燃烧系统参数对增压中冷柴油—天然气双燃料发动机燃烧特性的影响进行了实验研究。研究结果表明：增压中冷柴油—天然气双燃料发动机的燃烧放热速率比纯柴油快，引燃柴油的着火时刻和缸内燃料空燃比值决定着双燃料发动机的燃烧特性，即着火时刻在上止点前且空燃比值较小时，其燃烧接近于定容燃烧过程，随着天然气替代率的升高，缸内最大爆发压力和最高燃烧温度升高；而着火时刻在上止点后且空燃比值较大时，其燃烧接近于等压燃烧过程，随着天然气替代率升高，缸内最大爆发压力和最高燃烧温度降低。最大爆发压力、最高燃烧放热率和最高燃烧温度随引燃柴油喷油提前角的增大而升高；而随着进气温度升高，最大爆发压力和缸内温度增大。     

柴油/CNG双燃料发动机排放性能的试验研究

在设计开发的CA6113BN-01柴油/CNG双燃料发动机的基础上，通过改变燃烧系统参数，柴油供油系统参数和在天然气供气系统参数等，研究了这些参数变化时对柴油/CNG双燃料发动机排放特性的影响。试验结果表明：柴油/CNG双燃料发动机的燃烧室形状对双燃料发动机性能，排放的影响较小。NOx、HC排放量随提前角的变化趋势和柴油机相似，提前角增大，NOx排放量增加，HC排放量也增加，提前角对CO排放影响较小。喷油器的开启压力提高可以有效地改善双燃料发动机的排放。     

双燃料发动机的燃烧模型

针对双燃料发动机燃烧特性，建立了柴油喷雾扩散燃烧子模型和气体燃烧均质混合气火焰传播燃烧子模型，应用该模型研究了双燃料发动机燃烧机理，计算结果和实验结果相当吻合。计算表明：当引燃柴油比例较大时，双燃料发动机燃烧过程以喷雾混合控制燃烧为主，柴油喷雾扩散燃烧模型与实测较吻合；当柴油比例较小时，该过程以均质混合气火焰传播燃烧为主，均质混合气火焰传播燃烧模型与实测软吻合。计算结果表明，引燃柴油量对双燃料发动机性能影响较大，引燃柴油减少，着火滞燃期延长，缸内最大爆发压力升高。     

甲醇／柴油双燃料发动机工作区域的试验研究

在TY1100单缸柴油机的进气管上安装了电控甲醇喷射装置,采用柴油引燃甲醇双燃料工作模式,开展了甲醇/柴油双燃料发动机工作区域的试验研究.结果表明:双燃料发动机存在由熄火界限、工作粗暴界限和碳烟排放界限三者组成的工作区域.在此区域内,甲醇/柴油双燃料发动机的万有特性曲线中最经济区域位于发动机中高转速和中高负荷区,且随着引燃柴油量的增加向发动机高转速区域移动.随着甲醇质量分数的增加,发动机Nox和碳烟排放可以同步降低.     

低热值燃气-柴油双燃料发动机动力性能计算

推导了低热值燃气-柴油双燃料发动机动力性能计算公式,并对由单缸、四冲程、水冷、直喷式柴油机改装的生物制气-柴油双燃料发动机的动力性能进行了计算分析。结果表明：双燃料发动机能够达到原柴油机的动力水平;其动力性能随引燃油量的减小而降低;在新鲜空气充足的前提下,供给更多的燃气,双燃料发动机的动力性能增强;燃气替代率有一最大值,超过该值后,随替代率增大,动力性能急剧下降;燃气低热值越高,替代率便可越大。计算得出的生物制气-柴油双燃料发动机在标定点和最大转矩点的最大生物制气替代率和对应的燃气进气比,与试验结果相吻合。     

柱塞泵性能的液力调整和喷油过程的分析

环保与人类生存的关系巳日趋紧密,而汽车尾气排放给环境带来严重威胁。由于柴油机应用极广,因此必须把改善它的燃烧和排放列为重要议题。柴油机喷油泵的供油特性及喷油过程对其燃烧和排放的影响很大,而出油阀结构的变化在改善这些性能上有独特效果,所以对出油阀进行改进,利用其缝隙在不同转速下对燃油的节流作用,实现对供油的优化调整,以达到节能和降低排放的目的。     

柴油机供油系统汽泡类型的研究

利用ＣＣＤ摄像机、高速Ａ／Ｄ卡、图像采集卡以及其它设备,对透明柴油机供油系统中的油汽两相流进行了研究,并对供油系统中的汽泡类型、汽泡运动规律和音速变化进行了阐述。试验结果表明,供油系统中汽泡的寿命会引起压力波形状的变化。同时,燃料供给系统参数的改变也会影响汽泡的运动速度,并使其运动轨迹发生变化,如直线运动、螺旋运动等     

高压共轨供油系统模型设计与仿真研究

建立的高压共轨供油系统模型是一个基于查表和公式的连续时间域的供油系统模型．该模型主要包括高压泵模型、轨道模型、压力控制阀模型和电控喷油器模型。建立模型后,对该模型进行了仿真计算,并对得出的结果进行了分析,验证了模型的正确性,本文建立的供油系统模型是一个通用模型,适合不同的共轨系统,为轨压控制算法的设计和仿真提供了平台。     

双喷油器双针阀燃油系统的计算机模拟和研究

双喷油器双针阀燃油系统是为船用发动机应用劣质燃料（重油）所设计的，已在Ｂ／ＷＬ６０ＭＣ／ＭＣＥ发动机中得到应用。为了适应不同机型和变工况的需要，建立了计算机模型，模拟燃油系统的流动过程，从而进行优化设计。管内流动的速度计算采用了ｍ系数法，充分发挥了计算机的优点；边界条件与常规燃油系统的边界条件有很大的不同，是喷射过程计算和研究的关键。文中列出了计算机模拟和计算的结果，并分析了燃油系统的结构参数对其     

共轨燃油系统高压油泵设计研究

本文针对共轨燃油系统高压油泵若干关键问题进行研究,采用高次方函数凸轮模型进行了三作用凸轮的型线设计,应用有限元分析方法和液-固耦合模型,就柱塞偶件不同结构设计方案对其径向间隙和燃油泄漏量的影响进行了对比分析。计算结果表明,首次提出的柔性可变截面柱塞方案可有效减少柱塞偶件的径向间隙和燃油泄漏量,为实现共轨燃油系统高压油泵的性能优化提供了新的技术途径。     

双燃料发动机(天然气/柴油)性能与排放的研究

以4102型柴油机为基础机，开发天然气／柴油双燃料发动机，试验研究引燃油量、喷油提前角对发动机排放和经济性影响，以及双燃料发动机与原柴油机性能和排放的比较。     

共轨电控式燃油溶气喷射系统的研究与开发

论述了一种新型燃油喷射系统的研究设计方案。该燃油系统针对“溶气柴油”这种特殊燃料的需求而设计，目的在于同时降低柴油机排放中的NOx和碳烟微粒。喷油系统基于液压共轨式电控原理而设计，通过在共轨腔和喷油嘴之间安装液压活塞既实现了工作油与燃油相分离，又实现了中、低压供油，高压喷射的目的，降低了加工的难度，同时解决了“ 溶气柴油”供油系统中气体易析出的难题。对电控系统中的关键部件－－三通电磁阀的设计、加工和结构及喷油率的影响进行重点研究。在自行设计的电控喷油系统试验台上对该系统进行了集体雕式和初步试验，试验结果达到了预期的设计目标。     

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     

柴油机燃油喷射系统仿真研究

采用数值模拟方法对某型高压燃油喷射系统进行仿真研究,探讨了主要结构参数对系统性能的影响,并对改进后的系统性能进行了预测。