CNG发动机燃烧系统优化分析

为解决代用燃料与传统汽油机燃烧室匹配过程中出现的问题,详细分析燃烧系统优化的主要途径,并采用FIRE数值模拟软件,对目标模型的燃烧室进行模拟分析与改进。模拟结果用以对比两种不同燃烧室燃烧中,湍动能、火焰传播与形成过程的差异,结果表明改进后燃烧系统的燃烧性能得到明显改善。最后,通过台架试验实测数据与数值模拟结果进行正确性比对,全面验证整机动力性、经济性的改善,达到燃烧系统优化的目的。     

点燃式气体燃料发动机燃烧特性的研究

依据气体燃料混合气形成特点，本文将准维双区模型应用于气体燃料发动机燃烧过程中，并成功对气体燃料发动机进行了模拟计算，模拟计算结果与实测结果吻合良好。模拟计算弥补了实验测试中的不足，可以从更深层次地认识气体燃料燃烧特性和规律。     

WT615 CNG发动机的研制开发

介绍了WT615CNG发动机研制开发所采用的技术途径和所达到的效果,探讨了开发燃气发动机的必要性,描述了与常州客车厂CJ6110G1Y10H客车配套的情况。     

模拟研究气体燃料发动机燃烧过程的快速压缩膨胀机

将研究柴油机和汽油机的快速压缩膨胀机进行改制，使之可模拟气体燃料发动机中的燃料工将该快速压缩膨胀机用于模拟沼气发动机燃料过程的研究。结果表明：该快速压缩膨胀机可较好地模拟发动机中的燃烧过程，并具有燃烧室结构，工况参数可调等优点。     

不同气体燃料燃烧特性及热特性分析

由于气体燃料容易实现燃烧过程精确控制及燃烧的清洁化,文章采用数值计算的方法,对6种常见气体燃料的燃烧特性及热特性进行理论计算,并通过改变空气过量系数、空气预热温度、富氧度等燃烧条件对其燃烧特性及热特性进行对比和分析.结果表明,预热温度每提高200℃,对于天然、焦炉煤气和沼气来说,可提高燃烧温度约90℃,高炉煤气和发生炉...     

低热值气体燃料发动机燃烧特性试验研究

在一台单缸火花点火发动机上开展了燃用不同组分配比的低热值气体燃料燃烧特性的试验研究,分析了发动机燃用天然气掺加氮气0%-35%组成的低热值气体燃料在不同负荷下的缸压、压力升高率、放热率、火焰发展期、快速燃烧期及其循环变动性能.研究结果表明:不同负荷下,随着低热值气体中氮气体积分数的增加,最大缸内压力和压力升高率降低,燃烧放热率下降,火焰发展期变长,同时低热值气体中氮气体积分数增加导致发动机放热率曲线型心明显偏离上止点;低热值气中氮气体积分数小于20%时,燃烧稳定性较好,平均指示压力和最大缸压具有强线性相关性,但当氮气体积分数达到30%,小负荷工况下燃烧循环变动明显加强.     

燃气轮机环形燃烧室内燃烧流动的数值模拟

对一个复杂的GE—F101型工业燃气轮机环形燃烧室，采用Reynolds应力湍流模型(RSM)、EBU—Arrhenius湍流燃烧模型和六通量热辐射模型描述其燃烧流动，应用FLUENT软件进行了三维化学反应流场的数值模拟研究。研究结果表明：旋流和燃料进口射流对燃烧室流内温度和流场分布有着重要的影响；利用数值手段得到燃烧室出口的温度分布以判断其能否满足透平叶片进口温度的要求是可行的；燃烧室工作压强对出口的NO分布有着重要影响。在燃用气体燃料时，燃气轮机的NO排放主要来自于热NO，瞬时NO只占很小一部分。图11参6     

乙醇微型燃烧室燃烧特性的数值模拟研究

为了解决化石燃料储备不足与环境污染问题,生物质燃料作为石油替代能源得到大力提倡,如何合理地将化石燃料替换为生物质燃料且维持设备正常运行成为工程上亟待解决的问题。本文采用CFD软件研究了车载5 kW生物乙醇微型燃烧室的燃烧特性,对比分析了不同功率（0.5~5 kW）和出口温度（840~960 K）时的回流区长度与宽度、回流量、出口温度分布系数（OTDF）、出口NO体积分数等特征参数。结果表明：随着出口温度升高,回流区长度逐渐缩短,回流量减少,出口温度均匀性逐渐变差,出口NO体积分数明显增加;随着燃烧室功率增大,回流区长度变长,回流量增加,OTDF先增大后减小,NO体积分数随着功率的降低而显著升高,最大值出现在1 kW时,达到满负荷时的7倍。因此,为了实现稳定燃烧和减少污染物排放,该乙醇微型燃烧室应在较高的空燃比（即较低的出口温度）和功率下运行。     

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     

进气道和燃烧室形状对大缸径天然气发动机缸内流动和燃烧的影响

为了提升采用当量燃烧的大缸径天然气发动机的指示热效率,提出了组织弱涡流、强滚流、高湍流强度的缸内气流运动的理念,据此设计了不同形状的进气道和燃烧室,并采用三维数值模拟的方法研究了进气道和燃烧室形状对缸内流动和燃烧的影响.研究发现:与原机相比,当将原螺旋进气道改为直进气道并配合原缩口型、新的直口型、敞口型和半球型燃烧室时...     

柴油/甲醇组合燃烧增压共轨发动机的燃烧特性和排放特性

在增压共轨发动机上采用柴油,甲醇组合燃烧(DMCC)方式进行燃烧特性分析和排放特性分析.对DMCC模式下放热率、缸内压力变化和p-V图的分析表明,DMCC模式具有吸热汽化、推迟着火时间、提高定容燃烧度、降低排气温度等优点,从而大幅度提高了燃料的燃烧效率.对M100(纯甲醇)和M90(含水10%的甲醇)的排放量进行检测,表明M90比M100更能降低甲醛、NOJ、HC和CO排放.     

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。     

低压缸内直喷CNG发动机燃烧特性的影响因素

自主研发了低压缸内直喷压缩天燃气(CNG)发动机,研究了过量空气系数、喷气时刻、点火能量、点火时刻等 对发动机燃烧特性的影响.结果表明,喷气时刻对低压缸内直喷CNG发动机的燃烧性能有很大影响,对于给定的工况,发动机存在一个最佳喷气提前角;提高点火能量有助于改善CNG发动机的燃烧过程,增大点火提前角,可以在一定程度上弥补由于天然气燃料火焰传播速度慢所导致的热效率下降,从而改善发动机缸内的燃烧过程,使其功率增加,燃气消耗率降低.     

复合供气压燃式天然气发动机的燃烧特性

根据分层燃烧理论,设计了分隔室复合供气压燃式天然气发动机燃烧系统.采用化学动力学简化机理模型与CFD耦合对发动机的着火和燃烧过程进行了模拟计算,并验证了模拟计算结果的有效性.结果表明,进气温度、电热塞温度、喷气时刻、供气量对发动机的燃烧特性有较大影响.进气温度过高时,燃烧趋向单级燃烧,将导致爆燃,而且产生较高的NO排放.电热塞温度过高同样导致高的燃烧速率,增大爆燃趋势;高压供气时刻提前使燃烧压力、温度和压力升高率上升,NO排放随之增加;在现有的较低喷气速率下,当缸内喷气持续期控制在40～50 °CA时,燃烧时刻最佳;当进气道供气量比例较高时,会发生敲缸现象.     

用新的相关火焰模型对火花点火发动机燃烧过程的多维模拟

本文在ＫＩＶＡ－Ⅱ程序中实现了由作者提出了一个新的相关火焰模型。该模型的火焰面积密度的毁灭项中，从分形几何的角度出发引入了湍流的作用。通过对工质为丙烷的火花点火发动机进行的变工况计算，对新模型与Ｂｏｕｄｉｅｒ的燃烧模型进行了对比。结果表明，新模型合理地考虑了湍流的作用，计算结果与实验值吻合更好。     

燃烧室形状对天然气发动机燃烧过程影响的研究

在对天然气发动机燃烧室进行优化的过程中,在一定压缩比下,开发设计了3种不同形状的燃烧室.应用CFD对不同形状燃烧室的缸内气体流动及燃烧过程进行了数值模拟,并在台架上进行了试验验证.模拟得出了缸内气体湍动能分布、温度场分布及燃烧持续期.针对不同形状燃烧室的缸内气体湍动能与温度场进行了详细分析后得出:增大挤气面积,则挤流强度增大,提高了缸内气体的流动速率,有利于提高火焰传播速度,改善天然气燃烧速度慢的特点;但挤气面积过大时,缸内燃烧速度过快,温度峰值增大,使NOx排放增加.最终将模拟结果与试验结果进行对比,综合考虑动力性经济性与排放性能,选取了最优形状燃烧室.     

火花助燃甲醇发动机燃烧特性的研究

本通过对１１３０单缸柴油机采用火花助燃燃用甲醇燃料时的气缸压力进行测量和分析，探讨了各种参数对甲醇发动机燃烧过程和性能的影响。     

燃烧系统参数对商用车发动机燃烧和排放特性的影响研究

为改善商用车发动机性能,采用计算流体力学（computational fluid dynamics, CFD）模拟、正交设计等方法,针对某商用车的燃烧室结构参数设计了4种新方案,并选取油束夹角、喷雾锥角、主喷正时等3个喷油参数开展多因素影响研究。结果表明：燃烧室形状曲线向内收缩且最大半径增大的方案1燃烧室可提升缸内湍流特性,改善燃油浓度分布,使燃烧速度加快,油气混合更好,为最优方案。在喷油参数研究方案中,以碳烟（soot）排放为优化指标时,油束夹角对排放特性影响最大,最优匹配方案是油束夹角147°、喷雾锥角15°、主喷正时-1°,其缸内碳烟排放较原机下降13.91%,且NO_x排放减少13.98%;以氮氧化物（nitrogen oxides, NO_x）排放为优化指标时,主喷正时对排放特性影响最大,最优匹配方案是油束夹角160°、喷雾锥角25°、主喷正时-1°,其缸内NO_x排放较原机降低37.79%。