某四缸柴油机EGR管插入深度对EGR均匀性的影响

针对某带EGR的直列四缸柴油机,为了分析EGR管插入进气总管中的深度对四个气缸EGR率均匀性的影响,建立了该进气歧管内CO_2与新鲜空气流动混合的三维瞬态计算模型,并进行数值计算。计算并分析了三种不同EGR管插入深度对气体在进气歧管中的混合特性。研究结果表明:插入进气总管中的EGR支管越深1缸、2缸的EGR率越高,3缸、4缸中EGR率越小;方案2中EGR支管插入深度为35 mm时,四个缸的平均EGR率偏差值最低,符合工程设计要求。     

基于CFD分析的某四缸机进气EGR混合均匀性研究

各缸EGR率的均匀一致性控制,对于发动机NO_x排放达标至关重要。针对某四缸柴油机设计了4种不同EGR结构方案,并采用AVL FIRE软件分别对其进行EGR混合均匀性模拟分析。分析表明:进气接管朝发动机中间,EGR管从进气接管侧方伸入的结构,其EGR均匀一致性最好。为后续的设计奠定了基础。     

基于CFD的柴油机EGR率仿真分析

通过CFD技术对某型柴油发动机的EGR率分布进行数值模拟。计算中选择了两个计算工况,采用瞬态计算模式,对各个工况下EGR气体在进气歧管中的分布进行了计算,结果显示,EGR率的偏差控制在±2%以内,满足评价标准。     

增压柴油机引射式EGR系统文丘里管内流动的研究

研究了采用文丘里管的增压柴油机引射式EGR系统及其主要参数,计算了EGR系统中文丘里管的管内流动状态,对不同结构的文丘里管流场进行了数值计算和分析。计算结果表明:采用22°压缩角和18°扩压角的文丘里管能够实现增压柴油机废气再循环,以一定倾斜角和偏移角喷入的引射流能够有效控制扩压器内边界层分离,抑制回流区域的产生。     

基于GT-Power的进气节流EGR系统对柴油机性能影响的分析

利用GT-Power软件建立具有进气节流装置的6100涡轮增压柴油机仿真模型。在此基础上计算分析了进气节流EGR系统对柴油机的EGR率、燃油经济性和排放性能的影响。研究结果表明：通过加装进气节流阀,可以有效地增加柴油机各工况下的最大EGR率,进一步降低柴油机的NOx排放,但由于进气节流降低了柴油机的充气效率以及EGR的作用,因此会对柴油机的燃油经济性和微粒排放造成不利的影响。     

增压柴油机采用多级可变文曲利管式进气系统的实验研究

EGR技术应用在增压柴油机上出现了进排气压逆差导致应用有限的现象。本文采用将原有进气系统改造成由多个文曲利管并联组成的进气系统解决此问题。该系统一方面可由不同文曲利管之间的组合排列达到适应随工况变化的可变进气目的;另一方面,可以借助多个文曲利管的喉部压降能力吸引更多排气达到扩大EGR率的效果。通过流量模拟测试实验获得,采用MVVIPS较传统的串联式和分流式文曲利管系统都取得了更大的流通能力和压降能力;通过内燃机综合测试台架可知,采用MVVIPS系统后,试验用柴油机过量空气系统在不同转速下有着不同的变化;相比较原机的EGR系统,MVVIPS系统的EGR率在每个试验工况下都得到了不同程度的提高;动力性和经济性都在低、中转速下有小幅升高,但在高转速下与原机相差不大;根据稳态十三工况排放数据显示,采用MVVIPS系统后,NOx排放得到了有效控制,CO和微粒排放变化不大,HC排放在怠速及低工况范围内有着较明显的降低。     

发动机进气歧管EGR分布的CFD模拟与优化

EGR是控制发动机及整车排放的重要手段,而进气歧管中EGR的均匀分布是影响EGR效果的重要因素之一。本文利用CFD方法对某发动机进气歧管中的EGR分布进行了模拟分析,并根据计算结果对进气歧管的3D模型进行了优化,最终得到了较为满意的结果。     

柴油机内部EGR的数值模拟分析

应用大型通用CFD软件STAR-CD及网格生成软件ES-ICE,对带有内部EGR的柴油机进气及压缩过程缸内三维瞬态流场进行数值模拟研究,并分析其组分浓度及温度的分布情况,通过研究掌握内部EGR对缸内温度、浓度场的影响,为进一步研究内部EGR对缸内燃烧的影响奠定基础。     

当量天然气发动机各缸燃烧一致性的试验研究北大核心CSCD

为研究废气再循环气体(exhaust gas recirculation,EGR)和进气方式对当量燃烧的天然气发动机燃烧特征的影响,通过发动机台架测试分别探究了EGR气体和EGR所含水汽以及5、6缸位置进气(右侧进气)与3、4缸位置进气(中间进气)对当量燃烧天然气发动机各缸燃烧一致性的影响规律。试验结果表明:在右侧进气方式下,EGR气体的引入是影响当量天然气发动机各缸燃烧一致性的重要因素,特别是EGR气体中的水汽在各缸的分配。EGR气体除水汽后,各缸最大缸压偏差值由原来的9.5%降低为4.1%,当不引入EGR气体时,各缸最大缸压偏差值降低为2.3%。基于右侧进气方式在引入EGR气体后存在的问题,采用新设计的中间进气方式有效改善了各缸EGR气体的分配,从而显著提高了各缸燃烧一致性,各缸最大缸压偏差值由原右侧进气方式的9.5%降低为2.0%,有效解决了右侧进气在引入EGR时带来的各缸燃烧不一致性问题。     

不同进气氛围耦合废气再循环对双燃料发动机工作过程的影响

基于正庚烷、甲烷、乙烷、丙烷多组分混合物简化动力学机理耦合三维计算流体力学（computational fluid dynamics,CFD）数值模型,模拟研究高替代率时不同进气氛围（H₂、O₂组分）耦合废气再循环（exhaust gas recirculation,EGR）对天然气/柴油双燃料发动机低负荷工作过程的影响机理。研究表明：在不同EGR率下,进气掺氢会使缸内燃烧速率显著加快,OH活性基浓度明显升高,CH₄排放显著降低,但CO排放升高;进气掺氧后,缸压及瞬时放热率峰值、最大压力升高率、最高燃烧温度及OH活性基浓度均升高,碳烟、CO和CH₄后期氧化作用增强使其最终排放降低,但NO_x排放升高。在EGR率小于29%,掺氢比小于2.5%时,在实现较低CO、碳烟排放的同时能显著降低CH₄排放和NO₂/NO_x比例;高EGR率时,进气掺氧能降低CO、碳烟排放,并改善CH₄与NO_x     

基于多缸运动的气体机进气均匀性计算方法

针对常规废气再循环(exhaust gas recirculation, EGR)率均匀性计算方法不适用于各缸进气量分析的问题,基于CONVERGE软件建立了考虑气门和活塞运动的多缸计算方法,并分析了某国六天然气发动机的进气均匀性。结果表明：采用多缸方法得到的EGR率均匀性计算结果与采用常规方法得到的结果一致,并且多缸方法还能获得各缸的进气量和当量比及各缸的涡流比、滚流比和湍动能等表征缸内流动状态的参数,拓展了计算能力。基于仿真分析和台架试验的结果表明该款发动机的进气均匀性满足设计要求。     

某柴油机进气门桥脱落故障分析及改进

气门桥作为连接气门摇臂和气门的关键部件,可同时驱动多个气门开启和关闭,影响发动机的可靠性和安全性.本文分析了某柴油机进气门桥脱落的实例,结合发动机自身的结构特点,找出导致进气门桥脱落的主要原因为缸盖进气道和废气再循环(EGR)导流管锈蚀,锈蚀物造成气门和导管卡滞,导致气门桥和气门运行不同步而脱落.将长效置换型防锈油喷涂...     

引射式EGR系统文丘里管内流动数值模拟分析

研究了采用文丘里管引射方式的增压柴油机EGR系统及结构,按照增压柴油机EGR系统工作原理,运用CFD-Fluent对文丘里管在不同EGR率引射情况下的内部流动进行了三维数值模拟,对文丘里管内空气与EGR废气形成的混合气的流场状态、速度场、压力场参数进行了分析.计算结果表明:EGR率对文丘里管压缩段前的初始压力恢复效果有较大影响,EGR率引射量越大,压力恢复效果越差,为了满足大EGR率的要求,应减小文丘里管扩压角,混合段喉口直径和EGR引射口直径可以适当增大,引射口的数量也可适当增加.     

多缸汽油机倒拖示功图分析

简要介绍了作者开发的可对多缸汽油机各缸压力进行同时检测的测量系统;报导了利用该系统对４９２ Ｑ Ｃ汽油机各缸倒拖压力进行测量及比较分析的结果。在转速分别为ｎ＝ ９９９ ｒ／ｍ ｉｎ、１ ３９３ ｒ／ｍ ｉｎ、２ ３１８ ｒ／ｍ ｉｎ、３ ８０４ ｒ／ｍ ｉｎ 的条件下,测量了节气门开度变化时的各缸倒拖压力,比较分析了可近似反映各缸进气量大小的各缸倒拖压力最大值。结果表明,采用作者开发的多缸发动机各缸压力同时测量系统可有效地对多缸发动机倒拖时的缸间充气量差异进行评价。试验用发动机的第１ 缸倒拖最大压力的变动大于第２ 缸,第３ 缸的倒拖最大压力的变化大于第４ 缸;第４ 缸的进气量最大,第２ 缸的进气量最小;各缸的倒拖最大压力偏差率在－ ９％ ～６％ 的范围内变化     

Cycle-by-cycle variations in a spark ignition engine fueled with natural gas–hydrogen blends combined with EGR

Study of cycle-by-cycle variations in a spark ignition engine fueled with natural gas–hydrogen blends combined with exhaust gas recirculation (EGR) was conducted. The effects of EGR ratio and hydrogen fraction on engine cycle-by-cycle variations are analyzed. The results show that the cylinder peak pressure, the maximum rate of pressure rise and the indicated mean effective pressure decrease and cycle-by-cycle variations increase with the increase of EGR ratio. Interdependency between the above parameters and their corresponding crank angles of cylinder peak pressure is decreased with the increase of EGR ratio. For a given EGR ratio, combustion stability is promoted and cycle-by-cycle variations are decreased with the increase of hydrogen fraction in the fuel blends. Non-linear relationship is presented between the indicated mean effective pressure and EGR ratio. Slight influence of EGR ratio on indicated mean effective pressure is observed at low EGR ratios while large influence of EGR ratio on indicated mean effective pressure is demonstrated at high EGR ratios. The high test engine speed has lower cycle-by-cycle variations due to the enhancement of air flow turbulence and swirls in the cylinder. Increasing hydrogen fraction can maintain low cycle-by-cycle variations at high EGR ratios.     

燃烧边界条件对乙醇均质压燃燃烧的影响

在一台由CA6110柴油机改造而成的单缸发动机上进行了燃烧边界条件对乙醇燃料均质压燃（HCCI）燃烧过程影响的试验研究。结果表明，在转速和进气温度一定时，随着过量空气系数的增加，着火始点推迟，燃烧持续期变长，缸内的最大燃烧压力降低，放热率降低，φ50（50％乙醇燃烧放热量所在的曲轴转角）位置推迟，燃烧效率降低；在发动机转速、进气温度和过量空气系数一定时，随着EGR率的升高，着火始点推迟，燃烧持续期延长，φ50位置推迟，放热速率降低，压力升高率变小，缸内最大燃烧压力减小，燃烧效率降低。在转速和供油量一定时，随着进气温度的升高，着火始点提前，燃烧持续期变短，压力升高率变大，缸内的最大燃烧压力变大。得到了发动机转速、过量空气系数和对应于最大指示热效率点的进气温度间的MAP图。     

4气门火花点火式车用发动机缸内滚流和涡流运动的研究

近年来的研究结果表明，４气门火花点火式发动机具有明显的优越性，是车用汽油机的发展方向。本文报道了稳流气道试验台上对一台４气门汽油机以５种不同结构的进气道进行了气道流动特性的试验，用激光多普勒测速仪的在发动机倒拖工况下测量了缸内的空气运动，得到如下结论：４气门汽油机的缸内宏以空气流动主要绕与气缸中心线垂直方向旋转的滚流运动；高位切向式双进气道可获得较高的滚流速度和平均流量系数，是４气门汽油机理想的进     

Investigation of the effects of hydrogen on cylinder pressure in a split-injection diesel engine at heavy EGR

The distinctive properties of hydrogen have initiated considerable applied research related to the internal combustion engine. Recently, it has been reported that NO_x emissions were reduced by using hydrogen in a diesel engine at low temperature and heavy EGR conditions. As the continuing study, cylinder pressure was also investigated to determine the combustion characteristics and their relationship to NO_x emissions. The test engine was operated at constant speed and fixed diesel fuel injection rate (1500 rpm, 2.5 kg/h). Diesel fuel was injected in a split pattern into a 2-L diesel engine. The cylinder pressure was measured for different hydrogen flow rates and EGR ratios. The intake manifold temperature was controlled to be the same to avoid the gas intake temperature variations under the widely differing levels (2%-31%) of EGR. The measured cylinder pressure was analyzed for characteristic combustion values, such as mass burn fraction and combustion duration.The rising crank angle of the heat release rate was unaffected by the presence of hydrogen. However, supplying hydrogen extended the main combustion duration. This longer main combustion duration was particularly noticeable at the heavy EGR condition. It correlated well with the reduced NO_x emissions.