直喷式柴油机燃烧压力高频振荡与燃烧噪声的关系

应用声响应法和Sysnoise声学软件进行模态实验和模态分析,研究燃烧噪声高频激励机理．通过有限元方法计算燃烧室空腔在点声源激励下的声压响应,确定了燃烧室空腔在激励力作用下产生较强烈的压力振荡的频率．通过测量发动机缸内压力和噪声,研究燃烧压力高频振荡频率和幅值与时间窗获取的燃烧噪声的关系．燃烧压力高频振荡频率与燃烧噪声高频成分具有很好的对应关系,较高的振荡幅值对应的燃烧噪声值较高．研究结果表明,燃烧压力振荡频率和幅值是影响燃烧噪声高频成分的主要因素．     

直喷式柴油机燃烧噪声及其与燃烧压力振荡的关系

本文阐述了直喷式柴油机的燃烧噪声及其与气缸压力振荡的关系。文中给出了柴油机的燃烧噪声声压级频谱、气缸压力级频谱和燃烧振荡压力级频谱等图形。文中指出:降低燃烧压力振荡是柴油机降噪工作的重要途径。     

直喷式柴油机燃烧压力振荡特性及其对燃烧噪声影响的研究

本文报告了对直喷式柴油机燃烧压力振荡特性及压力振荡对燃烧噪声影响规律的研究，并从理论与试验上研究了燃烧压力振荡的多模态特性及多模态的叠加特性。研究结果表明，通过减小缸内压力振荡可降低直喷式柴油机的燃烧噪声。     

声响应法在直喷式柴油机燃烧压力振荡频率特性研究中的应用

本文采用声响应法对直喷式柴油机燃烧压力振荡频率特性进行了深入的研究，为此设计了一套用于压力振荡研究的实验装置，获得了常温下燃烧空腔压力振荡的共振频率随曲轴转角变化的规律，揭示了燃烧室形状和气体温度等参数对压力振荡共振频率的影响，其试验结果与理论分析基本吻合。     

基于KIVA和SYSNOISE的柴油机燃烧振荡数值模拟计算

为研究内燃机燃烧噪声产生的机理,建立了能描述燃烧室结构特征的声模态计算模型。利用FORTRAN语言进行编程,将KIVA源程序与声-振软件SYSNOISE相结合,开展多点激励下的燃烧室燃烧压力振荡的计算。初步研究了燃烧室空腔模态及压力场的特性和变化规律。研究结果表明,燃烧室空腔模态随着发动机工作过程气体温度的急剧上升而增大,燃烧压力振荡开始于燃烧初期的预混合燃烧并随喷油提前角的增加而增大。     

柴油机采用二级增压性能的试验研究

针对某直列六缸增压中冷柴油机,在标准试验条件下通过台架试验进行了一级增压和二级增压对柴油机性能影响研究,分析了二级增压对柴油机各性能指标影响。同时,在原机基础上进行了性能改善的研究。研究结果表明:二级增压可提高柴油机有效热效率,减小柴油机的燃油消耗率,降低碳烟排放,进一步提高柴油机动力性能。通过适当调整供油提前角,在对其他性能指标影响较小的前提下,降低缸内最高燃烧压力。     

基于BP神经网络的柴油机气缸压力重构

针对缸盖螺栓头部的振动信号和气缸压力信号分别进行了功率谱分析,发现两者频域特性相差很大。因此用线性的方法求得的两者之间的传递函数,不能反映实际缸盖结构的传递特性。基于BP神经网络,在时域内建立了该振动信号与气缸压力信号之间的非线性关系,探索了重构气缸压力的神经网络方法。对信号以等时间间隔采样时,不同的机器转速需要不同的网络结构。针对这一不足,利用样条插值方法拟合采样信号,以等曲轴转角间隔重新采样。这样只要训练样本足够,建立一个网络就能适合所有转速的情况。     

内燃机缸内压力与燃烧噪声

利用小波包分析提取缸内压力和测量噪声的时频信息，结合频谱分析技术，对缸内压力和测量噪声特性进行了研究．结合缸内压力和测量噪声的传递函数及相干分析，讨论了测量噪声各频带活塞拍击噪声和燃烧噪声的情况，并对缸内压力和燃烧噪声各频带所占能量进行了计算和研究．结果表明，通过缸内压力和噪声的时频及频谱分析，能获取更加详细的燃烧噪声和活塞拍击噪声信息，为燃烧噪声的分离以及机理研究提供了技术支撑．     

共轨柴油机缸内压力与整机振动噪声关系研究

共轨柴油机燃烧过程的缸内压力与表面振动以及整机噪声有着密切的联系。为了研究缸内压力对表面振动和整机噪声的影响规律,对缸内压力信号、表面振动以及噪声信号,从时域以及频域上,进行了多工况内在联系的研究,其中包括结构衰减曲线、相干函数曲线分析以及高通滤波的高频压力振荡计算等,并得出了在不同转速、不同负荷下,缸内压力的变化对表面振动以及整机噪声的影响规律。     

直喷式柴油机涡流室燃烧系统的模拟与试验研究

为改善直喷式柴油机缸內的喷雾分布特性及混合气形成质量,从加强燃烧室內的气流运动角度出发,提出了直喷式涡流室燃烧系统,应用AVL FIRE软件对缸內混合气形成过程进行了数值模拟研究,并在单缸四气门135柴油机上进行了初步性能试验.结果表明:直喷式涡流室燃烧系统能够有效提高缸內混合气均匀性,从而改善燃烧;使用4×0.36×150°油嘴在供油提前角为7℃A时要低于10℃A时的N0x和碳烟排放.     

直喷式柴油机燃烧室几何形状对排放影响的多维数值模拟研究

在保证压缩比相同的情况下,设计了3种不同形状的燃烧室。运用AVL公司开发的FIRE软件,对3种不同形状燃烧室进行了三维数值模拟,分析了上止点附近气缸内的气体流动情况,并对3种燃烧室内的排放情况及影响排放的主要因素进行了比较分析,得出:径深比过小,即燃烧室过深,不利于空气与油气的良好混合,易造成局部油气过浓,从而局部缺氧,产生较多碳烟;径深比过大时,油气雾化好、燃烧早、温度上升快,NOx生成量增加。最后,通过模拟计算与试验研究相结合,验证了模型并选取了最优形状的燃烧室。     

低散热柴油机燃烧过程模拟研究

在分析低散热柴油机燃烧过程特点的基础上,建立了一个准维三区燃烧模型,喷油规律的计算进行了简化处理,考虑高温喷雾燃烧区和产物区的辐射传热,对低散热柴油机在不同隔热条件下缸内燃烧过程进行了编程计算。计算针对12150L柴油机燃烧室受热表面喷涂ZrO2陶瓷热障涂层进行。结果表明,隔热后,燃烧滞燃期缩短,燃烧持续期延长,后燃现象有增强趋势。只隔热活塞顶时滞燃期较其它两种隔热方式长,燃烧持续期短,燃烧恶化现象相对不明显。     

进气压力对发动机性能的影响研究

在一台3.8L涡轮增压中冷4缸柴油机上通过试验和仿真研究了进气压力对柴油机燃烧和性能的影响。试验中拆除了原机增压器及中冷器,通过自制压力调节装置直接控制柴油机进、排气压力。试验及仿真结果表明:在排气压力维持不变的条件下,最高燃烧压力与进气压力具有明显的线性关系,进气压力每增加100kPa,最高燃烧压力增加约4.8MPa~7.0MPa;进气压力对最高燃烧压力相位的影响不明显;空气质量流量与进气压力具有明显的线性关系,进气压力每增加10kPa,空气质量流量增加约13~37kg/h;柴油机排气温度与空燃比具有明显的线性关系,空燃比每增加1,柴油机排气温度降低约4.2℃;随进气压力增加,柴油机缸内燃烧滞燃期缩短,燃烧始点提前,但进气压力对燃烧持续期没有明显影响;进气压力每增加10kPa,发动机转矩增加约0.8~2.5N·m。     

排气压力对发动机性能的影响研究

在一台3.8L涡轮增压中冷4缸柴油机上通过试验研究了排气压力对柴油机燃烧和性能的影响。试验中拆除了原机增压器及中冷器,通过自制压力调节装置直接控制柴油机进、排气压力。试验结果表明:排气压力对柴油机缸内压力的影响较小,最高燃烧压力及相位变化不明显;空气质量流量与排气压力具有一定的线性关系,排气压力每增加10kPa,空气质量流量减少约1.2~2.0kg/h,减小百分比为0.4%~0.7%;柴油机排气温度与排气压力具有一定的线性关系,排气压力每增加10kPa,排气温度增加约4.0~4.7℃;排气压力增加使柴油机的动力性和经济性恶化,排气压力每增加10kPa,转矩减小约2.3~3.1N·m,减小百分比为1.0%~1.9%,比油耗增加约2.8~7.1g/(kW·h),增加百分比为1.4%~3.3%。仿真计算表明:排气压力增加使泵气过程负功增加,排气压力每增加10kPa,泵气过程平均指示压力减小约9.8~10.7kPa,减小百分比约13%。     

燃烧室几何形状对柴油机燃烧过程影响的数值模拟研究

通过工作过程模拟程序确定柴油机工作的初始边界条件,并运用CFD程序研究不同径深比燃烧室对混合气形成、燃烧及排放的影响。结果表明,三维模拟的示功图和放热率与实测结果基本吻合;径深比较小的ω1燃烧室在喷油过程中有强烈的燃油蒸汽撞壁现象,恶化了碳烟排放;径深比较大的ω1燃烧室在喷油初期的燃油分布相对不均匀,燃烧室局部存在高温富氧区,造成NOx排放偏高;将工作过程模拟和三维模拟相结合,能更精确地分析发动机工作过程,排放的计算值与实测值在趋势上有较好的一致。     

基于数值模拟的某柴油机燃烧室优化研究

用AVL FIRE软件建立了柴油机喷雾燃烧过程研究的计算模型,根据模型分析了燃烧室关键特征对经济性和排放的影响,并设计了燃烧室优化方案。研究发现,在A100工况,优化方案改善了油气混合状况,提高了空气利用率,并加速了燃烧后期速度,使得经济性得到提高,同时NO_x排放也有所增加;而在部分负荷A25工况,优化方案降低了燃烧室碗底的流动速度,减少了壁面传热损失,经济性得到提高,同时NO_x排放也有所降低。发动机台架试验结果表明,相对于原始方案,优化方案的外特性油耗平均降低了约2.0g/(kW·h);ESC循环加权油耗降低了2.2g/(kW·h),且加权NO_x比排放相当。     

柴油机预混合燃烧循环变动特性研究

在发动机台架进行了直喷式柴油机预混合燃烧中低负荷循环变动的试验研究。分析了EGR、喷油始点和喷油压力对预混合燃烧循环变动的影响。研究结果表明:预混合燃烧的燃烧持续期短,放热迅速,最大压力升高率较大,增大EGR和推迟喷油降低了最高燃烧压力和最大压力升高率,最大压力升高率的循环变动系数随EGR增大而增大,随喷油推迟而减小。燃烧发展期与最高燃烧压力、最大压力升高率、最大放热率、燃烧持续期和燃烧重心等参数具有很强的相关性。燃烧循环变动小的点与排放较好的点参数相吻合。利用空燃比很好地反映了EGR、喷油率始点等参数对燃烧循环变动系数的影响。平均指示压力的循环变动系数在正常情况均小于10%。并提出了减小循环变动进一步降低排放可能采取的措施。