微波辅助点火对甲烷预混球形火焰的影响

基于微波等离子体辅助点火可视化试验台架和分离影响因素的研究思路,试验了不同脉冲频率和峰值功率下微波辅助火花塞的放电特性,以及当量比为0.6～1.0、环境压力为0.1～0.7 MPa下的甲烷-空气预混球形火焰的着火及传播特性.干放电试验结果表明:微波脉冲频率为1 kHz时,由于第一个微波脉冲正处于放电电子密度高峰时刻,微波对火花塞放电核心膨胀的加速作用最明显,随着微波脉冲频率的增大,微波强化放电的效果减弱;随微波源的峰值功率增大,微波脉冲对放电的强化作用愈发明显.点火试验结果表明:频率为1 kHz、峰值功率为1 kW微波脉冲的馈入,使当量比为0.6、环境压力为0.1 MPa下的早期火核生长速度提升了60%,随着当量比的增加,微波对火焰发展的增强幅度减小;随着环境压力的增加,微波对点火的增强作用减弱.总之,微波对火焰发展的增强作用主要是对初始火核发展的促进;在火焰后期,燃料燃烧的热能远大于微波能量,导致微波的馈入对后期燃烧过程没有明显影响.     

放电参数对高频纳秒脉冲多流注点火的影响

在可视化定容燃烧弹中,采用高频纳秒脉冲驱动沿面介质阻挡放电(SDBD)等离子体发生系统,研究了不同放电脉冲间隔和脉冲数下多流注放电的形态与能量特性及其点火助燃效果．放电试验表明：所开发的等离子体发生系统单脉冲能量约为5 mJ,平均功率超过10 kW;脉冲间隔为50μs的40个脉冲能产生环绕中心电极分布的8个流注通道,流注长度超过12 mm;随着脉冲频率或脉冲数的减少,流注长度减小．点火试验表明：脉冲间隔为50μs的30个脉冲能产生环绕中心电极的8个火核,火核初始火焰半径超过4 mm;随着脉冲频率或脉冲数的减少,火核数量和火焰半径减小,燃烧相位也明显推迟．脉冲频率和脉冲数的改变对SDBD等离子体的能量和形态影响很大,改变放电参数可以实现对燃烧相位的调整．     

CH4/H2-空气预混气流动点火特性

搭建了隧道燃烧室流动点火平台,使用纳秒脉冲高频放电探索CH_4/H_2-空气预混气的流动点火特性.通过实验获得了不同掺氢比(a为0、5%、10%)和不同放电频率(f为10 k Hz、15 k Hz、20 kHz)对点火成功率P_(ig)的影响.结果表明随着掺氢比和放电频率的增加,点火能量相同时,P_(ig)也迅速提高.在相同放电时间内存在最佳的放电功率,功率太高或太低都不利于点火.此外,通过数值计算模拟了初始火核的发展,进一步阐明了掺氢有利于提高P_(ig).     

发动机稀燃条件下纳秒脉冲等离子体助燃甲烷/空气的数值模拟

纳秒脉冲放电可产生非平衡等离子体实现辅助燃烧．通过耦合零维等离子体动力学和燃烧反应动力学,建立了发动机纳秒脉冲放电等离子体助燃甲烷/空气的模型．研究表明：相同放电能量条件下纳秒脉冲放电可在上止点附近成功点燃当量比为0.5的稀混合气,而火花放电只能导致最高温度升高124 K,无法点燃缸内混合气．在纳秒脉冲放电条件下,低温时放电产生的激发态N₂(A³Σ_u⁺)和O(1D)促进了O原子的生成．放电后期,累积的N₂振动激发态在驰豫过程释放出了较多的热量,有利于稀燃条件下的点火．电流密度的增大提高了放电过程中激发态、自由基的浓度,发动机最高燃烧温度升高,点火延迟时间缩短,燃烧相位提前．     

汽油机利用非平衡等离子体强化燃烧的数值模拟

将低温等离子体作为点火技术应用于汽油机,需要克服高压环境放电不均匀的限制。高压纳秒脉冲放电可在汽油机内形成大面流注通道,扩大点火空间。该文研究了高压纳秒脉冲放电等离子体辅助汽油机点火的过程。利用放电动力学模型计算了内燃机环境下燃气混合物的放电过程,得到放电产生的组分及活性自由基的信息。并借助多区模型计算了放电产生的活性自由基对汽油燃烧的影响。结果表明:放电形成的自由基O、H能明显促进汽油的燃烧,缩短点火延迟时间,对提高稀燃极限有很大潜力。     

脉冲爆震发动机起爆点火系统方案研究

在分析爆震波的基本理论、脉冲爆震发动机(PDE)的工作原理及对现有航空发动机和汽车点火系统进行研究的基础上,根据PDE对起爆系统点火能量和火花频率可调的要求,提出了以晶闸管为开关控制元件和电容储能的半导体高能点火系统方案．设计的倍压整流、半波整流和直流供电的脉冲爆震发动机起爆点火系统实现了点火能量和火花放电频率的控制．电路模拟仿真表明,设计的起爆点火系统可满足脉冲爆震发动机的要求．     

二维守恒元和求解元方法在两相爆轰流场计算中的应用

应用二维守恒元和求解元方法数值模拟脉冲爆轰发动机内汽油/空气两相燃烧转爆轰的过程.分析了爆轰波从开始产生到形成稳定的全过程.研究了点火能量对燃烧转爆轰过程的影响:点火能量越小,DDT时间越长;若点火能量过小就不能形成DDT.同时研究了液滴半径对爆轰参数的影响:液滴半径增大,爆轰波压力和速度随之减小,DDT时间增加;液滴半径过大,则爆轰波不能形成.爆轰波压力计算值与实验值两者趋势符合得较好.     

基于MC68HC908单片机的数字点火系统的设计与实现

本文以MC68HC908JK3芯片为核心设计了一种二冲程发动机数字点火系统(DCI),解决了电容放电点火(CDI)系统低速断火和高速失火问题,并且具有降低油耗的功能。     

基于电动汽车V2G技术的多端口集成车载变换器研究

双向功率变换器是实现电动汽车V2G(Vehicle to grid)技术的关键性设备。引入集成技术,利用共享车载驱动电机和驱动电力电子变换装置,提出一种新的集成式双向车载功率变换器。它既可以将电动汽车蓄电池能量回馈给电网,又可完成蓄电池充电功能。集成式功率变换器具有单相、三相充/放电接口,实现了一机多口,增强了车载系统的紧凑性。分析不同充/放电模式下的集成功率变换器拓扑,给出了充/放电模式下的控制策略。最后,给出了仿真和试验结果,验证了多端口集成车载功率变换器的可行性。     

华润南沙储能辅助调频试运行——混合储能方案是未来趋势

<正>华润热电有限公司为了适应电力市场改革,建设了9MW/4.5MWh的电化学储能辅助调频系统,通过储能电池的快速充、放电与机组配合,快速、准确地响应电网功率的调节指令,快速调节输出功率,达到稳定电网频率的目的,该系统投运后,能将机组调节性能指标提高到1.8以上。     

火花效应及火花刺对石墨接地体冲击接地电阻的影响

柔性石墨复合接地体是一种具有良好的导电性、天然的耐腐蚀性、非铁磁性的非金属接地体,为了探究柔性石墨接地体在雷电流作用下火花效应和火花刺对其冲击接地电阻的影响,提出了一种计及火花效应的等效半径迭代算法并验证了其可靠性。利用该算法仿真模拟了长30 m的水平T型柔性石墨复合接地体在其不同位置添加火花刺对其冲击接地电阻的影响,并进一步分析了火花刺对输电杆塔方框带射线地网的冲击接地电阻的降阻效果。结果表明,在实际工程应用中,要充分考虑火花效应和火花刺对改善输电杆塔地网冲击接地特性的积极影响。     

应用光纤测量技术研究汽油机燃烧过程

用带有光学探头的火花塞传感器对一台汽油机的燃烧过程进行了测量。通过对测得的燃烧时火焰辐射光强度信号的分析与计算,获得了着火初期火焰传播速度、火焰传播初期的火焰前锋形状等信息。从火焰光强信号与缸内压力信号的对比分析中,得到了光强信号中所包含的燃烧过程信息、燃烧特性参数以及火焰光强信号与缸内压力信号之间的关系。结果表明：火焰光强信号和缸内压力信号具有一定的线性对应关系,但光强信号比压力信号能反映更多的有用的燃烧特征信息。     

火花塞对缸内汽油直喷增压发动机油气混合影响研究

针对三种不同火花塞,利用STAR-CD软件对某缸内汽油直喷(GDI)增压发动机在1 500 r/min全负荷工况下缸内的油气混合进行了CFD分析,得到发动机在点火时刻气缸内及火花塞附近混合气的空燃比及流场分布,并评价了缸内滚流、湍动能及油气均匀性参数。分析结果表明,在点火时刻,三种火花塞周围湍动能和缸内油气场特性略有差异。但总体上来说,对点火性能影响不大,为GDI发动机的火花塞设计和使用提供了理论依据。     

Characterization of HCNG combustion and emission characteristics in a constant volume chamber with a single and a dual spark plug configuration

In an effort to reduce the dependency on crude oil based fuels and to decrease pollutant emissions, hydrogen-CNG (HCNG) attracted a considerable attention with its low HC/CO₂ emission and fast burn rate. In this study, a constant volume chamber with a single spark plug and a dual spark plug configuration was designed to obtain fundamental combustion characteristics of HCNG and to evaluate possible advantages of the dual spark plug over the single spark plug ignition setup. Various mixtures of hydrogen and CNG were systematically experimented to evaluate effects of hydrogen fraction to lean burn limit, combustion pressure, rate of heat release and emission characteristics for both configurations. With the current experimental results, it was clearly demonstrated that an appropriate mixture of HCNG along with a suitable spark plug configuration, could become a promising candidate to replace the crude oil based IC engine fuels to alleviate the dependency on the depleting petroleum resource and to meet the stricter emission regulation.     

宝来1.8T轿车点火线圈故障检测

一汽大众宝来1.8T轿车点火系统采用的是独立式点火线圈,主要介绍了独立点火线圈故障诊断方法及检修实例。     

汽油机最佳点火正时转速自适应检测系统的研究

本文介绍了作者研制的一种利用单极微机控制的汽油机最佳点火正时检测系统。主要特点是通过检测汽油机转速来取得目标函数──汽油机功率和燃油消耗率的反馈信号，构成闭环自适应寻找最佳期点火正时检测系统。同时应用该系统在４９２ＱＡ型汽油机上进行试验，结果表明，该检测等并具有检测速度快、过程简单、精度高等优点。     

汽轮机动叶片新材料的电火花强化

通过对动叶片新材料的电火花强化试验，得到了可行的工艺方案，电火花强化后叶片的防水蚀效果良好。     

汽油和天然气双燃料发动机的火花塞匹配台架试验

介绍了火花塞的功能及分类,重点介绍了针对该发动机的火花塞匹配试验的方法和步骤,以及整个台架试验的过程及结果分析。介绍了针对火花塞合理使用的参考建议,以及目前国内火花塞试验的概况。     

火花点火发动机碳氢有害排放物的形成与排放的研究

较全面地论述火花点火发动机ＨＣ有害排放的生成源及汽油机设计参数和运转状态对未燃ＨＣ排放的影响。     

Experimental and numerical investigation of a direct injection spark ignition hydrogen engine for heavy-duty applications

The H₂ internal combustion engine is gaining increasing interest especially for commercial vehicles. Regarding the optimization of the combustion process, results of experimental investigations on a H₂ heavy-duty single-cylinder engine in combination with numerical 3D-CFD investigations are presented. In addition to a Direct Injection (DI) Spark Ignited (SI) configuration, Port Fuel Injection (PFI) is explored to provide a reference with near homogeneous cylinder charge. The main objective is to assess a 3D-CFD-RANS framework based on ECFM and state-of-the art sub-models to describe the most important phenomena occurring in H₂ spark ignition engines and to support the experimental analysis. Experimental results show that the PFI configuration provides efficiency and emissions benefits at the expense of volumetric efficiency. The proposed CFD model demonstrates the ability to successfully simulate different engine operating conditions for both PFI and DI systems. In particular, it is shown that the charge stratification typical for DI systems is not beneficial for the studied configuration as it increases wall heat losses and NOx formation.