稀燃天然气掺氢发动机循环变动的试验研究

对火花点火天然气发动机而言,稀燃是提高发动机燃油经济性和降低发动机排放的一种有效途径,但稀燃导致的循环变动是拓宽稀燃极限的一个主要限制因素,在天然气中掺混氢气作为燃料,可解决稀燃工况下循环变动过大的问题。为了研究掺氢对发动机循环变动影响,选取纯天然气和掺氢体积比为20%的天然气掺氢燃料,在6缸进气道喷射增压稀燃天然气发动机上进行不同点火提前角和空燃比工况下的试验研究。通过对缸内压力特性参数、燃烧特性参数以及排放数据的分析,结果表明:掺氢可有效降低发动机最高压力循环变动和平均指示压力循环变动,在稀燃情况下效果更为明显;掺氢可降低火焰发展期和燃烧持续期及其循环变动;在稀燃工况下,掺氢对控制发动机NOx及未燃HC排放有利。     

基于AVL-FIRE的氢发动机燃烧过程分析

以嘉陵JH600小型汽油发动机为研究对象,在其基本结构的基础上通过在进气道处加装喷氢阀,搭建供氢系统等一系列装置,将其改装成燃氢发动机。运用三维制图软件SolidWorks建立了发动机主要部位的三维几何模型,然后在不同的初始温度、初始压力以及当量比条件下利用三维流体力学软件AVL-FIRE对氢发动机的压缩燃烧过程进行了CFD模拟计算。通过计算得出了氢发动机在不同条件下压缩和燃烧过程中的温度、压力的变化趋势,进一步分析了不同初始温度、初始压力以及当量比对氢发动机燃烧过程的影响,为解决氢发动机在实际运行过程中的异常燃烧问题提供了理论依据。     

混合动力工程机械与氢动力发动机的研究进展

混合动力工程机械和氢动力发动机是开发利用新能源的典型代表.概述了二者的研究现状、在工程和汽车领域里的应用及其关键技术.为进一步降低排耗,分别针对工程机械的能量回收率、燃料利用率低和氢气的储运以及发动机的早燃、回火等问题提出了不同的解决策略.最后,对混合动力工程机械和氢动力发动机的发展趋势进行了总结和展望.研究结果表明,...     

基于PCCI燃烧模式下的工况扩展实现途径及参数耦合关系

压燃式发动机燃烧过程和排放直接受到燃烧室内燃油与空气的空间与时间分布状况影响,而油气混合的状况与燃油喷射参数息息相关。燃油喷射参数是燃烧边界条件的一部分,因此燃油喷射参数的优化是实现优化燃烧进程,降低NOx和Soot等排放不可缺少的手段之一。利用发动机燃油喷射参数实时控制系统试验研究了燃油喷射参数对压燃式发动机燃烧及排放的影响规律。同时结合燃料特性与燃油喷射参数藕合对压燃式发动机预混合压缩着火燃烧过程的影响,探索燃料特性与燃油喷射参数协同控制实现压燃式发动机高效清洁预混合压缩着火燃烧的潜力。     

燃烧加热污染空气对超燃冲压发动机性能影响研究

针对燃烧加热地面试验设备存在的工质污染问题,采用数值模拟方法研究了燃烧加热污染空气对氢燃料超燃冲压发动机性能的影响。以飞行马赫数Ma=6.5,当量油气比ER=0.6为计算基准状态,分别对纯净空气和污染空气来流下氢燃料超燃冲压发动机的整机流场和性能进行了对比计算分析。燃烧化学反应模拟采用了改进的H₂/O₂七组分八方程模型,湍流模型为标准的 k-ε模型,并采用直连式燃烧室试验数据进行了数值方法的验证。研究结果表明:(1)相对于纯净空气来流,污染空气来流下的超燃冲压发动机推力和比冲均有所下降。(2)采用酒精燃烧加热器的前提下,来流参数匹配静温、静压、马赫数时,发动机性能与纯净空气来流下的结果最为接近,而匹配总温、总压、马赫数时相差最大。(3)来流参数匹配总焓、静压、马赫数的前提下,采用氢燃烧加热器时发动机性能与纯净空气来流下的结果最为接近,而采用甲烷燃烧加热器时相差最大。      

增压直喷汽油机低速早燃问题研究

汽油发动机增压直喷小型化是许多汽车厂商为提高燃油效率而采用的关键方法,但这使发动机更易发生异常燃烧现象,例如低速早燃(LSPI),其亦可引起危害巨大的超级爆震。介绍了早燃的台架测试和判断方法,以及早燃的诱发机制、机油添加剂和燃油品质对早燃发生频次的影响。     

“双碳”目标下零碳燃料基础燃烧特性实验教学平台开发及应用研究

“双碳”目标背景下,为满足燃烧类相关课程实验教学环节的需求,基于氢气预燃室射流点火引燃氨气这一燃烧模式,设计了零碳燃料基础燃烧特性实验教学平台。平台由定容燃烧实验教学平台与光学发动机实验教学平台组成,通过对火焰传播图片与燃烧压力数据的分析实现对不同参数条件下预燃室射流引燃特性和主燃室着火特性的评价。实验教学实践表明,该实验教学平台完全满足零碳燃料基础燃烧特性研究的目标,取得了良好的教学效果。     

富燃推进剂凝相燃烧产物收集实验研究

近年来,国内外研究了多种收集富燃推进剂一次燃烧产物的装置,为相应分析工作奠定了基础。富燃推进剂一次燃烧产物的组成和凝相粒度的分布对火箭发动机的性能、二次燃烧效率等研究都有重要意义。设计了试验发动机,采用大型真空箱无损收集富燃推进剂一次燃烧产物;进行了真空箱的真空度、试验发动机验证试验,收集了富燃推进剂一次燃烧产物;建立了整套装置非稳态内流场数值仿真模型,获得了流场内各参数分布。     

大负荷下柴油-天然气双燃料发动机燃烧特性数值模拟

为提升柴油-天然气双燃料发动机在大负荷工况下的动力性、经济性和排放性等多种性能,利用某商用软件建立发动机三维气缸模型,探究了二次喷油策略下柴油的喷射时刻对发动机燃烧与排放的影响。研究表明,一定范围内较早的主、预喷时刻可以提高发动机的缸温、缸压、IMEP、燃烧效率等参数,使燃料燃烧更加充分,缸内温度分布更加均匀,并能实现较高的热效率和较低的排放。但是过早的主、预喷时刻会导致燃烧不充分,燃烧效率降低、发动机的性能减弱并产生大量废气等负面影响,由此可见,大负荷下适当提前引燃柴油的喷射时刻可优化燃烧,降低大负荷工况下的爆燃倾向,提高发动机的动力性和经济性,稳定燃烧过程。     

基于Fluent的预混燃烧分析

随着能源稀缺和环境恶化状况日趋严重,合理选择发动机燃料,合理组织燃料的燃烧,对提高发动机的动力性、经济性具有十分重要的意义。本文分析甲烷-空气预燃混合气及氢气-空气预燃混合气在高温燃烧器内燃烧时的燃烧压力、温度云图和产物分布图等,阐述燃空当量比、初始温度和初始压力对它们的影响,并利用已有试验数据进行了验证。     

基于热力学模型的液化石油气发动机 燃烧放热及排放分析

通过燃用汽油及液化石油气的对比试验得出了两种燃料的对比燃烧特性,从而在燃烧机理上分析了其燃烧及排放特性。结论表明以汽油机改装的LPG(液化石油气)发动机自身带有一些缺陷,但通过改装及调试是可以获得较理想的动力性并改善排放指标的。     

浅析电厂锅炉燃用COG后对其性能的影响

宝钢电厂1、2号锅炉主要燃料为煤、高炉煤气（BFG）与焦炉煤气（COG）,采用不同品质的燃料燃烧效率是不一样的。现对锅炉燃用COG后的性能作了大量现场试验与分析,总结出了燃用COG后对锅炉性能的影响。     

火花塞离子电流在南方摩托车发动机早燃检测中的应用

介绍一种直接利用火花塞电极作为传感器检测南方摩托车发动机早燃的方法，利用其气缸内燃烧时产生大量离子电流信号所包含的燃烧信息，对火花塞正常点火和炽热点火离子电流显示的波形进行研究分析，从而确定是否发生早燃。应用结果表明，这种检测方法具有实用价值。     

点火位置对射流点火发动机燃烧特性的影响

射流点火可以有效提高发动机燃烧效率,抑制爆震,预燃室内部火花塞的点火位置对于点火成功率以及燃烧效果有较大影响。采用CFD仿真的方法,研究了被动式射流点火发动机预燃室内部火花塞点火位置对发动机缸内燃烧过程的影响,得到以下结论：适当的将预燃室内火花塞点火位置靠近预燃室喷孔可借助高湍动能气体实现火焰的加速传播;在气流作用下,火焰首先向预燃室末端传播,可减少高温燃气喷射前预燃室向主燃室回流的未燃混合气,提高预燃室内混合气的累计放热量,预燃室内可燃混合气累计放热率最高可提升14.9%。     

等离子高温无氧燃料重整装置的开发及试验研究

设计开发了新型的高温无氧燃料重整装置及试验系统,该高温无氧重整利用发动机废气加热及等离子辅助加热的方式来实现,装置结构设计简单紧凑且无须催化剂的介入。等离子加热易于控制、传热面积小易于保温绝热,可减少能量损失。将正庚烷的重整产物引入发动机中成功实现了RM-HCCI(Reformed molecule homogeneous charge compression ignition, RM-HCCI)燃烧,将RM-HCCI和汽油均质压燃(Gasoline HCCI, G-HCCI)燃烧进行对比研究。研究表明,重整后的小分子燃料可延迟着火,传热损失率和排气损失率更低,可以获得更高的指示热效率。     

缸内直喷氢气对发动机燃烧及排放的影响

为探索氢发动机热效率提升及超低氮氧化物排放的技术路径，基于一台1.5 L缸内直喷氢气发动机，结合废气涡轮增压及电子增压复合技术，通过试验研究了氢气在稀薄燃烧及超稀薄燃烧模式下发动机燃烧和排放的变化规律。结果表明：在稀燃模式下，随着混合气稀释程度增大，缸内压力越来越高并前移，放热率峰值逐渐下降同时放热始点提前和放热时长变长，缸内燃烧温度下降，燃烧滞燃期和持续期逐渐变长，压升率下降；λ对NO_x排放的影响显著，λ=1.2时NO_x排放达到峰值，λ>2.5时，NO_x排放基本趋于0；在同样的负荷，较稀的混合气的热效率更高且NO_x排放更低，有效热效率达43%；全负荷时，随着λ趋向于1，扭矩逐渐升高，爆发压力和压升率也会明显上升。     

汽车发动机常见故障诊断与排除分析

对汽车发动机工作不良、加速不良、回火放炮、爆燃、过热等常见故障的原因进行了分析,并介绍了故障诊断与排除的方法。     

9E燃气轮机燃烧模式切换失败原因分析处理

本文介绍了某公司9E燃气轮机,水洗后开机过程燃机出现从贫燃模式至稳定预混燃烧模式多次切换不成功的故障案例。经分析,机组水洗后,清吹管道和燃气管道内有残留积水未能排尽,在燃烧模式切换时,导致残留积水进入二次燃料喷嘴值班火焰通道,造成高温焰气回流,产生回火,造成模式失败。经过对机务系统图分析提出修改水洗逻辑及运行操作等解决方案。     

柴油发动机燃烧技术研究进展

介绍了柴油发动机缸内燃烧诊断技术的发展以及先进的低温燃烧(LTC)策略,包括均质压燃(HCCI)、预混压燃(PCCI)和反应活性控制压燃(RCCI)。低温燃烧策略有助于减少氮氧化物和颗粒物的排放并且会提高发动机效率,其面临的HC和CO排放问题可以通过柴油氧化催化加以控制。和其他低温燃烧策略不同的是,RCCI的燃烧相位可以通过高反应活性燃料和低反应活性燃料之间的混合比例来改变。     

氨燃料在内燃机的应用技术综述

氨作为一种储氢物质,具有单位热值高、便于贮运、廉价易得,完全燃烧不产生有害物质及温室气体等优点,是发动机的理想清洁燃料之一。文章综述了氨射流研究与氨燃料燃烧领域的进展以及氨燃料在发动机中的应用,进一步讨论了氨燃料发动机在今后发展中所面临的挑战,指明了氨燃料发动机未来的趋势由进气道喷射(PFI)转变为缸内直喷(DI)并侧重于压缩点火式(CI)发动机。氨燃料发动机在船运和商用汽车发动机的应用方面都有很广阔的前景。