进气压力对柴油机缸内碳烟颗粒微观形貌的影响

采用全气缸取样系统获取不同进气条件下柴油机燃烧过程中的缸内碳烟颗粒,运用透射电子显微镜(TEM)测量碳烟样品在微观尺度下的二维形貌,并计算碳烟颗粒的分形维数和碳烟基本粒子直径,进而研究不同进气压力对柴油机缸内碳烟颗粒物微观形貌的影响.结果表明:在碳烟生成主导阶段,进气压力的升高会增大生成的碳烟基本粒子的平均直径;而在碳...     

柴油机缸内碳烟颗粒形成过程与尺寸分布特性

采用了唯象的半经验碳烟排放模型,考虑了碳粒成核、表面成长、凝结和氧化的基本过程,模拟计算了柴油机缸内燃烧条件下缸内碳烟形成过程中的活性基核、碳粒核的生成规律及碳粒尺寸分布规律,并对碳烟排放进行了分析。计算结果表明:燃烧温度和混合物当量比对初始碳核的生成有很重要的影响,碳核粒子首先在活塞凹坑底部的浓混合区域生成,随燃烧的扩散过程,燃烧室中心位置和凹坑唇边挤流区相继出现较高浓度的基核,但存在浓度相位差,缸内不同位置生成碳粒数量和尺寸分布是不同的,不同尺寸范围的碳粒数量和质量之间存在对应关系。     

直喷式柴油机的碳烟预测模型

本文建立了一个直喷式柴油机的多区准维油滴蒸发燃烧模型,在此基础上采用Arrhenius型公式对实际过程中极为复杂的碳烟生成历程进行了模拟。在一台四冲程直喷式柴油机上对该模型进行了标定和试验验证,试验结果表明该模型对发动机变工况、变参数运行时的碳烟生成量有较好的预测能力。     

运行状况对柴油机碳烟排放影响的研究

本文进行发动机转速，负荷，气门间隙，喷油定时，压缩比和进气阻力等因素对直喷比柴油机碳烟排放影响的研究。结果表明，碳烟排放量随转速和负荷的增加而增加，特别是当气门间隙增大，压缩比降低，进气阻力增加时，碳烟排放量明显增加。这表明运转状况对柴油机碳烟排放有很大的影响。     

某柴油机碳烟排放改善研究

从柴油机碳烟形成机理入手,分析了某柴油机黑烟较重的原因.对影响碳烟的敏感参数进行重点分析,提出了改进技术措施,并完成了性能仿真与试验验证,取得了较好的效果.     

柴油机运行工况对排气管内碳烟尺寸的影响

改变柴油机运行工况,采集排气管内碳烟颗粒,通过透射电镜对碳烟颗粒进行观测,拍摄碳烟颗粒形貌图片,采用Image-ProPlus软件统计分析碳烟颗粒的平均投影面积(A)、平均回转半径(R_g)、包含基本碳粒子的平均数(N_p)以及基本碳粒子的平均粒径(d_p)等特征参数,得到碳烟颗粒的分形维数.研究发现:改变柴油机负荷对排气管内的碳烟颗粒尺寸的影响要远大于改变转速带来的影响.转速不变时,随着负荷的增大,A、Rg、N_p和d_p均呈v型变化趋势,分形维数呈上升趋势;负荷不变时,随着转速的增大,A、R_g、N_p、d_p小幅度上升,分形维数基本不变.     

中速柴油机碳烟排放的数值模拟计算

应用AVL-BOOST软件平台的广安模型,以8230中速柴油机的降低低工况排放为算例,考核计算模型的实际应用准确性。该模型的数值模拟结果与试验结果基本吻合。利用该模型可预测喷油规律、增压压力、压缩比等参数对碳烟排放的影响,从而为预测及改善柴油机的碳烟排放提供了一种数值分析的依据。     

直喷柴油机碳烟生成和氧化历程的数值研究

提出了研究碳烟的生成和氧化历程及工作条件影响的方法。将Surovikin碳烟生成模型和Nagle碳烟氧化模型集成在ICFD-CN源程序中构建多维模型，采用数值循环模拟的方法，根据不同的工作条件计算碳烟的生成和氧化历程。结合试验数据分析和比较进气温度、空燃比、负荷、转速和喷油提前角对碳烟生成和氧化历程的影响。研究表明：用数值模拟的方法反映了1137柴油机碳烟的生成和氧化历程以及设计参数对碳烟的生成和氧化的影响规律，对柴油机的设计具有参考价值。     

消光烟度计在柴油机碳烟排放测定中的应用

介绍在使用消光烟度计过程中出现的问题，并提出了解决办法。应用消光烟度计测定燃烧含添加剂柴油的柴油机碳烟排放时，发现添加量均为2‰时，有机钡能降低碳烟排放20．9％，有机铈能降低碳烟排放14．1％。     

进气系统对柴油机碳烟排放的影响

通过对车用直喷式柴油机进气管及外接管的试验研究,分析了进气管及外接管对碳烟排放的影响,强调了进气系统对降低排放的作用不容忽视。     

运行状况对柴油机碳烟排放影响的研究

本文进行发动机转速、负荷、气门间隙、喷油定时、压缩比和进气阻力等因素对直喷式柴油机碳烟排放影响的研究。结果表明，碳烟排放量随转速和负荷的增加而增加，特别是当气门间隙增大、压缩比降低、进气阻力增加时，碳烟排放量明显增加。这表明运转状况对柴油机碳烟排放有很大的影响。     

柴油机碳烟低温燃烧(氧化)过程及其动力学参数的研究

利用固定床反应器,对标致 雪铁龙汽车公司提供的两种碳烟,在水蒸汽存在的情况下进行了低 中温燃烧(氧化)反应。进而经过数值计算和数学模拟,得出了燃烧反应的动力学参数。对于形成CO的反应,指前因子k0介于(1 55×104～3 40×107)s-1之间,活化能E介于(127 86～188 23)kJ·mol-1之间;对于形成CO2的反应,k0介于(1 68×103～4 18×105)s-1之间,活化能E介于(89 38～181 46)kJ·mol-1之间。这一结果可能为碳烟治理提供可资借鉴的基础数据。     

基于矩方法的碳烟颗粒动力学演化过程

基于离散颗粒群平衡理论,构建了碳烟颗粒动力学演化过程的数学模型,模型包含了颗粒的成核、碰撞凝聚、氧化和表面生长等过程,采用Lagrange内插值的矩方法建立了该模型相应的数值模型.以均匀搅拌器燃烧模型为基础,将上述数值模型与含有碳烟生成前驱物的详细化学反应机理进行耦合,并运用Fortran语言编程,搭建了颗粒动力学演变过程的计算平台.同时,对碳烟颗粒成核过程构建了3种成核模型.通过计算获得了碳烟颗粒生长演化的相关信息,探讨了不同成核模型对其他动力学事件,如凝聚、表面生长和表面氧化过程的影响.     

碳烟颗粒生长演变历程环境因素的影响

基于颗粒群平衡方程和包含有多环芳香烃分子生成的详细化学反应机理,构建了详细的碳烟生长数学模型,模型包含颗粒的成核、凝聚、表面生长和氧化等过程;采用Lagrange内插值的矩方法,导出了颗粒尺寸分布函数各阶矩的微分方程;与均匀搅拌器燃烧模型相耦合,应用Fortran语言编程,搭建了碳烟颗粒动力学演变历程的计算平台.探讨了温度、压力和燃空当量比等环境因素对碳烟颗粒生长演变历程的影响,计算结果表明:碳烟颗粒的数密度在某一温度下达到峰值,在温度相对较低、当量比和压力相对较高的环境下,碳烟的生成质量也较大;碳烟颗粒的最终质量是颗粒生长与氧化共同作用的结果.     

柴油机内碳烟颗粒破碎的数值模拟

基于离散颗粒群理论,考虑碳烟尺寸影响因素,构建碳烟颗粒动力学模型中破碎模型.采用群体平衡方程建立了碳烟生成破碎的详细数学模型,并采用矩量投影法进行求解.将该破碎模型与参考燃料化学机理TRF机理、KIVA-CHEMKIN程序进行耦合,模拟计算碳烟颗粒在柴油机内的破碎过程.结果表明:加入破碎模型后,后燃阶段缸内碳烟数密度计...     

柴油机排气碳烟催化氧化动力学分析

基于热重实验系统开展了柴油机排气碳烟在O2气氛下的催化氧化实验,通过Friedman-Reich-Levi(FRL)法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法、Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法对碳烟催化氧化反应的动力学参数进行计算,并根据线性相关系数R2挑选出最优计算方法.利用Male...     

基于改进的详细碳烟模型的柴油燃烧碳烟颗粒物的生成特性

采用改进的详细碳烟模型,耦合了由正庚烷和甲苯组成的混合燃料的简化反应机理.在碳烟模型中,考虑了反应中生成的乙炔类异构体和多环芳香烃前驱物对碳烟颗粒成长过程的影响作用,分别以可视化发动机和单缸柴油机台架试验的结果,对详细碳烟模型预测柴油机碳炯生成和氧化过程的准确性和有效性进行了验证.结果表明,模拟得到的缸内压力、放热率曲线以及着火时刻和试验结果吻合较好,得到的碳烟浓度瞬态二维分布与采用双色法得到的试验结果较为接近,碳烟排放量的模拟值与试验值的变化趋势基本一致,因而本文的详细碳烟模型可较好地预测不同工况条件下柴油机碳烟颗粒排放的变化趋势.同时,采用提出的详细碳烟模型对柴油机内碳烟颗粒数密度和平均尺寸进行数值模拟,研究其在柴油机缸内的变化情况,结果表明,碳烟颗粒的直径在预混燃烧期和急燃期急剧增加,在缓燃期以及燃烧后期收敛于某一稳定值.     

涡流运动降低柴油机混合气浓度及碳烟排放的数值分析

为了揭示涡流运动对柴油机混合气形成及碳烟排放的影响规律，采用经过实验验证的喷雾及湍流模型，用CFD数值分析软件对某车用柴油机燃烧室内不同涡流条件下柴油喷雾的混合气浓度、速度矢量场、燃油液滴空间分布及油束特性进行了模拟计算．模拟结果表明，当涡流比从0到5．0依次增大时，过喷孔轴线的铅垂面内喷雾浓度场局部浓区燃空当量比逐渐降低，而过喷孔轴线且与铅垂面垂直的平面内喷雾浓度场局部浓区的燃空当量比则先降后升，而不是逐渐下降．只有合理选择剖切平面，即选择过喷孔轴线且与铅垂面垂直的平面，才能正确评价涡流运动对燃烧室内混合气浓度分布及碳烟形成区域分布的影响规律．组织燃烧室内气流运动，须兼顾与气缸轴线垂直的水平面内的涡流运动和过气缸轴线的铅垂面内的湍流或滚流运动．涡流比太大，铅垂面内的湍流或滚流太弱，会削弱喷雾射流对燃烧室底部空气的卷吸，降低燃烧室底部的空气利用率．随涡流比增大，射流顺涡流方向的弯曲度增大，不同喷孔的油束会发生相互干涉，在靠近气缸中心的区域内形成局部浓混合气，不利于降低碳烟排放．对具体的燃烧室结构和喷油系统，合理匹配涡流运动十分必要．     

基于Monte-Carlo算法的燃烧过程碳烟颗粒生成特性

基于颗粒群平衡模拟的理论方法,建立描述碳氢燃料碳烟颗粒群尺寸分布函数演变过程的颗粒群平衡方程,将已有的详细化学反应机理和基于颗粒群平衡理论的碳烟模型进行耦合,采用直接模拟Monte-Carlo算法求解系统中的颗粒群平衡方程,获得燃烧过程中碳烟颗粒群尺寸分布函数的时空演变过程详细信息,同时模拟颗粒群成核、表面生长、凝并和氧化等多个动力学事件演变过程,分析颗粒数浓度、碳烟体积分数和最大颗粒数对颗粒物形成过程的影响规律,以及燃烧过程中颗粒粒径分布特性.     

车用轻柴油性能对柴油机燃烧及碳烟排放的影响

从柴油的性能着手,详细论述了不同柴油性能对柴油机燃烧及对碳烟排放的影响。并介绍了能改善柴油机燃烧性能和降低碳烟排放的燃油技术。