一个简化的柴油机油滴燃烧模型

本文将油滴蒸发与燃烧模型、热力学模型和燃料雾化模型相结合，建立了一个简化的柴油机油滴燃烧模型。该模型概念清晰，计算工作量少，可调参数少。将该模型与喷油规律相结合，可对柴油机的气缸压力、燃烧放热率和燃油消耗率等性能进行模拟计算。以２１０５柴油机为例进行计算，结果表明：计算值与实测值吻合良好，气缸压力的最大相对误差为６．８２％，燃油消耗率的最大相对误差为１．７％。     

涡流室式柴油机燃油蒸发过程的三维数值模拟

建立了高温高压条件下的油滴蒸发模型,并在不同的工质压力和温度下对模型进行了验证,模型计算结果和实验结果吻合良好。将此油滴蒸发模型和油膜蒸发模型相结合,应用到涡流室式柴油机的燃油蒸发过程中,通过三维数值模拟计算,研究了燃油蒸发过程中燃料蒸气浓度和工质温度场的变化历程以及燃油蒸发对涡流室平均温度和平均压力的影响。     

柴油机喷雾初期蒸发历程分析

在柴油机燃烧过程的数学模拟中,燃油喷雾蒸发过程的模拟是非常重要的一环。一般地说,燃油的雾化和蒸发本来就是一个十分复杂的现象,在内燃机中,由于过程的瞬态性质(全过程为毫秒量级),问题变得更加复杂。但许多现有的柴油机喷雾模型都对这一非常复杂的过程作了大量的简化。例如在一些有代表性的喷雾模型中,有的根本没有考虑蒸发(和栗模型),有的假设燃油喷入气缸后全部立即汽化(米尔顿、邱的模型),有的采用单滴稳态蒸发公式计算蒸发量、隐含地假设了油滴进入气缸后会立即达到平衡温度(拉玆列采夫、盛宏至的模型)。以上模型显然都没有考虑油滴蒸发初始阶段的特点。金国栋的模型考虑了油滴蒸发初始段,但假设在初始段努赛数Nu=2,意味着忽略了油滴和气体间的相对速度,在阿德勒和林等的模型中也有类似假设。实际上,恰恰在初始段中油滴和气体间的相对速度是比较大的。     

中速柴油机燃烧过程的计算模拟

本文是作者在挪威特隆赫姆大学的研究课题的部分结果。文中介绍了以油滴燃烧理论为依据的中速柴油机燃烧模型,用以预测气体压力、温度的变化和放热率等性能。将计算结果和两台中速柴油机的实测数据相比较,表明此模型结果准确,且快速简便,是进一步研究的基础。     

适用于多种工况的直喷式柴油机燃烧模型

本文系统地介绍了一个能预测静止燃烧室柴油机多种工况下的燃烧过程及性能参数的燃烧数学模型。经过分析直喷式柴油机在低负荷工况下喷射过程的特点后,文章提出了脉冲射流混合、单油滴等温蒸发模型。模型采用了脉冲喷射方法,分别计算不同时刻喷入气缸的燃油小区的空气卷入及燃油蒸发过程,再用折积的方法计算总空气卷入率及总蒸发率。此外,在模型中还模拟计算了着火迟延期、化学动力学及缸内温度的均匀化过程。理论计算与实验结果的一致性令人十分满意。模型不仅能很好地用于高负荷工况,也可以适用于低负荷工况及改变喷油定时的情况,且能较好地反映发动机及喷射系统结构参数对发动机性能的影响。此外,模型还可对柴油机燃烧及排气污染的机理进行分析研究。此模型的 FORTRAN 程序(HCCM2.2)可以在微型计算机上运行,1℃A 步长时机时约为2～3min(IBM—PC 机)。     

柴油机基本知识讲座(四)

<正> 4 柴油机混合气形成和燃烧在柴油机工作循环的压缩行程后期,当活塞行将达到上止点时,柴油开始喷入气缸。这时在高压下喷射出来的燃油油束与气缸内的空气相碰撞而分散和雾化。燃油油滴被高温空气加强蒸发形成油气。油气与空气相混合,当达到一定的混合比例并且温度要在600℃以上时,就自行发生稳定的燃烧。这样一个从燃油喷射到完成燃烧的全过程叫做混合气形成和燃烧     

柴油机喷雾蒸发混合和燃烧的数值模拟

应用一个准维多区模型对柴油机喷雾的蒸发、混合和燃烧进行了数值模拟,提出了求解燃油蒸发过程的油滴直径瞬时变化的简单代数方程,考虑了碰壁对喷雾射流贯穿的影响。并对一台直喷式柴油机的燃烧过程进行了计算,计算结果与试验值符合较好。     

新型燃烧模型在柴油机燃烧模拟中的应用(上)

将每个计算单元分为燃料区、空气区和混合区3个区域,在火焰传播方向上又将每个区域分为已燃区和未燃区,建立了柴油机的三区相关火焰燃烧模型,利用该模型对超多喷孔柴油机和传统柴油机缸内燃烧过程进行三维数值模拟,不仅得到了与试验值相符的气缸压力、NOx和SOOT排放量等结果,而且获得了柴油机缸内混合气的浓度场、温度场、NOx质量...     

新型燃烧模型在柴油机燃烧模拟中的应用(下)

将每个计算单元分为燃料区、空气区和混合区3个区域,在火焰传播方向上又将每个区域分为已燃区和未燃区,建立了柴油机的三区相关火焰燃烧模型,利用该模型对超多喷孔柴油机和传统柴油机缸内燃烧过程进行三维数值模拟,不仅得到了与试验值相符的气缸压力、NOx和SOOT排放量等结果,而且获得了柴油机缸内混合气的浓度场、温度场、NOx质量...     

启喷压力对直喷式柴油机燃烧的影响

作者介绍了启喷压力对采用低惯量喷油器的直喷式柴油机性能影响的研究结果。通过采用激光全息和高速摄影等技术对燃油喷雾与气缸内燃烧过程的观察与分析，揭示启喷压力与燃油喷雾，混合气形成，扩散燃烧间的重要关系。根据研究结果，提出了直喷式柴油机采用低惯量喷油器启喷压力的一般方法。     

5000马力高速大功率柴油机燃油喷射系统

本文在介绍5000马力高速大功率柴油机燃油喷射系统喷油泵柱塞偶件、等压出油阀组件及驱动机构、调节机构、润滑方法和安装方式等与插入式、低惯性喷油器、针阀偶件等的主要特点的同时，着重阐述该燃油喷射系统匹配该高速大功率柴油机的性能试验和测试情况，并在获得的供油提前角、喷油提前角、高压油管峰值压力、燃烧始点、最高燃烧压力等具体数据和针阀升程、高压油管压力波、示功图等实测曲线的基础上，对其供油规律和喷油规律进行了初步分析，进而提出一些关于燃油喷射系统的供油特性、喷射特性和该机燃烧始点。燃烧持续时间和最大燃烧压力方面的粗浅看法．     

不同启喷压力下柴油机喷油特性预测研究

建立了柴油机可控启喷压力喷油器燃油喷射系统液力模型,并进行仿真计算;利用CB-466燃烧分析仪测试该燃油喷射系统的喷油器针阀升程和喷油器端高压油管燃油压力,与仿真计算结果对比,验证了仿真模型和计算方法的可信性;在此基础下就不同启喷压力下柴油机喷油特性进行了预测研究。结果表明:启喷压力增大使得喷油延迟,喷油压力增大,燃油的喷雾质量改善。     

共轨柴油机缸内燃烧信息的获取与分析

建立柴油机气缸压力计算模型和平均指示压力计算模型,通过仿真计算出气缸内的实时压力,并与实际测量的气缸压力结果进行对比,验证缸内压力计算的可靠性。通过气缸压力进一步计算出平均指示压力等能反映柴油机工作性能的目标参数,为下一步对柴油机进行闭环控制策略的研究奠定了基础。     

柴油机基本知识讲座(七)

<正> 7 燃油和燃油系统燃油系统(燃料供给系统),是柴油机的重要组成部分。其完善程度和技术状况的好坏对柴油机动力性、经济性、使用可靠性和排放污染影响极大。该系统的作用是将一定数量的干净燃油,以足够高的压力,在准确的时间内喷入气缸,并与压缩的气体混合,以保证气缸内燃烧的进行。 7.1 燃油燃油,在本系统主要是指柴油。它是在260～350℃的温度范围内从石油中提炼而得。燃油是碳氢化合物,其基本组成是87％的碳、12.6％的氢和0.4％的氧。燃油的物理化学性质有十多个指标,分别从不同的方面表征燃油的品质。就其对柴油机工作的影响,大致分为三类:     

增压柴油机运转中增压器简易清洗法

在使用增压柴油机中经常出现增压压力下降。这从本质上讲是柴油机燃烧不好引起的。在增压柴油机燃烧正常情况下,增压压力在设计值附近波动,排温、燃油消耗率正常,涡轮增压器充分发挥其效率。增压压力下降,说明气缸内的充气量减少,要保持原有负荷,柴油机的燃油消耗率和排气温度将     

柴油机低温火焰预混合燃烧的试验研究

柴油机实现低温火焰预混合燃烧,可降低最高燃烧压力,抑制火焰传播速度,有效地减少NOx的排放.本文通过在1135型柴油机中采用适当减少压缩比、提高喷油速率、相应推迟喷油定时、用少量燃油预喷射及乳化柴油等技术,进行了降低气缸平均燃烧温度的比较试验,获得了NOx和碳烟排放明显降低和燃油耗率得到改善的效果.     

不同海拔下增压及增压中冷柴油机的燃烧过程

基于自行研制的微机控制内燃机大气模拟综合测控系统,对增压及增压中冷柴油机进行了大气压力对燃烧过程的影响关系及变化规律的试验研究．试验结果表明,随着大气压力减小,导致吸入气缸内的空气量减少,缸内吸气终了时温度和压力下降,从而使得增压及增压中冷柴油机缸内最高燃烧压力下降,燃油消耗率和排气温度升高,而且在不同转速、不同工况下,其下降率不同．     

燃油喷射参数对直喷式柴油机燃烧性能与排放的影响

此项研究的目的是探讨在直喷式柴油机中,燃油喷射参数对燃烧性能和排放的影响。柴油机的循环情况和燃油喷射参数在发动机燃烧过程和排放中起了重要作用。 为了获得喷油参数对柴油机的燃烧性能与排放的影响情况,在带有副燃烧室的单缸直喷式柴油机上进行了试验。 试验结果表明,在不同燃油喷射压力和进气气流情况下,副燃烧室能降低排放和改善发动机性能。我们还发现,增加燃油喷射压力可提高气缸压力、气体温度,降低排放。     

不同口径比和径深比燃烧室工作过程分析

不改变燃烧室体积，通过改变燃烧室的口径比和径深比，对柴油机工作过程进行了模拟计算。燃烧模型取4步简化动力学模型，湍流模型取修正κ-ε模型。计算区域除气缸和燃烧室外，还包括进、排气支管。计算结果表明，随着口径比的减小，缸内挤流强度增加。对于空间雾化燃烧的直喷式柴油机，将燃烧室结构设计成油注形状，可以利用燃烧波在燃烧室内产生较大尺度的垂直涡流，有利于增强燃油喷射效应，从而提高油气与空气的均匀混合质量，提高柴油机的经济性，同时也有利于降低NO排放。     

供油按负荷提前对燃烧过程的影响

测量分析了单缸柴油机按负荷提前供油时喷油及燃烧过程，研究表明，在保证柴油机大负荷性能的同时，可显著降柴油机中低负荷压力升高率及气缸最大压力。