ZS195柴油机缸内燃烧温度场测量及分析

柴油机缸内燃烧温度场分布对柴油机的性能有着重要的影响,因此柴油机缸内燃烧温度场的测量对于分析优化柴油机性能有着重要的作用。本文简单介绍了三基色光学测温原理,通过高速图像摄影仪获得ZS195柴油机缸内燃烧火焰图片,对火焰图片进行处理分析,得到了ZS195柴油机缸内燃烧温度场的分布,为柴油机燃烧过程分析提供了有价值的信息。     

ZS195柴油机缸内燃烧温度场测量及分析

柴油机缸内燃烧温度场分布对柴油机的性能有着重要的影响,因此柴油机缸内燃烧温度场的测量对于分析优化柴油机性能有着重要的作用。本文简单介绍了三基色光学测温原理,通过高速图像摄影仪获得ZS195柴油机缸内燃烧火焰图片,对火焰图片进行处理分析,得到了ZS195柴油机缸内燃烧温度场的分布,为柴油机燃烧过程分析提供了有价值的信息。     

ZS195柴油机燃用二甲醚的试验研究

根据二甲醚燃料的特性,在ZS195柴油机上进行了供油量、供油提前角、喷油压力的参数优化和匹配,以及这些参数对柴油机燃用二甲醚的动力性影响进行试验研究。并对燃油供给系统低压部分进行改造,保证发动机的正常运转。试验结果表明：ZS195柴油机燃用二甲醚燃料在中、低速区动力性优于原柴油机。发动机全负荷范围内达到无烟排放,NOx有较大幅度下降,噪声有所减小,二甲醚燃料是一种可代替柴油的有前景的清洁燃烧。     

ZS195柴油机燃用二甲醚(DME)-柴油混合燃料的试验研究

二甲醚粘度低，会使高压供油系统产生泄漏及早期磨损。在二甲醚中添加低比例的柴油(简称二元燃料)，其柴油既参与燃烧，又相应提高了混合燃料的粘度。首先对二甲醚添加低比例的柴油进行优化并对柴油机供油量、供油提前角和针阀开启压力进行优化匹配，然后对ZS195柴油机燃用二元燃料进行试验研究。结果表明：在ZS195柴油机上燃用二元燃料，其功率和转矩略优于原柴油机，发动机在全负荷范围内接近无烟排放，NOχ大幅度下降。试验还表明，采用这种二元燃料可使供油系统长期稳定地工作。     

不同燃烧系统对乙醇-柴油发动机性能的影响

在ZS195直喷柴油机和195S-1涡流室式柴油机上分别进行乙醇-柴油混合燃料的对比试验,试验表明：在燃烧不同混合燃料时,直喷式柴油机的当量油耗率较涡流室柴油机低,而涡流室式柴油机当量油耗率变化不大。在不同燃烧系统下,燃烧不同混合燃料的排放对比试验研究结果表明,涡流室式柴油机的排放性较好,NOx和碳烟的排放相对直喷式柴油机在高负荷时,其降幅达到50％以上,CO的降幅达到21％以上,HC排放则有升有降。     

DME直喷式发动机滞燃期的光电检测与数值模拟研究

研制了光纤燃烧传感器,并配合其它检测设备,对ZS195直喷式柴油机燃用二甲醚(DME)的滞燃期进行了光电检测,检测结果与相关文献的数据吻合较好。在试验的基础上,通过DME气相射流喷雾混合模型与CHEMKIN4.0反应动力学计算软件包的耦合联算,对DME直喷式发动机不同运行工况的滞燃期进行了预测分析,其结果与试验数据基本一致。     

醇醚双燃料发动机均质压缩燃烧试验研究

以ZS195型直喷式柴油机为原型机,开展了进气道喷射醇醚混合燃料HCCI试验研究。试验研究结果表明,甲醇的添加能够抑制二甲醚(DME)低温反应,降低缸内最大爆发压力和燃烧温度,推后主燃烧反应时刻,解决二甲醚的过快和过早燃烧,可以有效调节HCCI着火时刻和扩展其运行工况。双燃料HCCI发动机的指示热效率最高可以达到49%左右,超过原柴油机10%。通过调节甲醇喷油量,可实现HCCI燃烧着火点可控以及扩展HCCI发动机运行负荷范围。     

改善高原地区X195型柴油机燃烧状况的试验研究

在海拔1 870 m的昆明地区,以X195型柴油机为实验研究对象,通过改变进气管直径,从而达到改善燃烧状况,提高对外输出功率,节约能源,降低废气排放,对高原地区环境保护起到重要作用。最终确定与X195型柴油机在同一海拔下与之相匹配的理想进气管直径。     

甲醇-柴油混合燃料燃烧的数值模拟

本文根据柴油机燃烧过程的数学模型,将Chemkin中甲醇燃烧动力学反应机理导入Fluent软件中,对各种比例下的甲醇柴油微乳液进行了燃烧模拟计算,并用S195柴油机在台架上对计算值进行测试验证。结果表明:数值模拟的方法可靠。在不改动柴油机结构的情况下,甲醇含量影响燃烧效果,低甲醇含量可以提高燃烧效率,高甲醇含量降低燃烧效率,甲醇含量为10%时最佳。     

柴油机缸盖振动加速度与缸内燃烧状况相关性分析

测得了195单缸柴油机不同工况时的缸内压力及缸盖振动加速度信号,对压力升高加速度信号的频谱分析结果表明,对该机型而言,缸盖振动加速度信号在2 kHz以下频段的成分与缸内燃烧过程密切相关.建立了195单缸柴油机的有限元分析模型,利用模型计算了柴油机缸盖表面振动位移及加速度信号,并分别与实测缸内燃烧压力及压力升高加速度信号进行对比分析.结果表明:根据与缸内燃烧过程的相关程度,可将柴油机缸盖振动信号划分为3个阶段,其中,峰值压力出现时刻前的信号与缸内燃烧过程密切相关;峰值压力出现时刻后,缸盖、机体系统相继进入受迫振动和自由振动阶段,受系统振动特性的影响,这两个阶段包含的与燃烧相关的信息减弱.     

膜法富氧技术在柴油发动机上的应用研究

介绍了柴油发动机膜法富氧燃烧技术的基本原理及其应用时对性能参数的设计要求,从柴油发动机计算燃烧理论入手,建立膜法富氧燃烧模型和排放模型,通过对模型的理论分析,阐述了其应用于柴油机的可行性。     

一种基于稀扩散燃烧的BUMP燃烧室及其对柴油机碳烟和NOx排放影响的实验研究

在壁面布置限流沿 (BUMP)后 ,撞壁射流从壁面被剥离 ,形成二次空间射流 ,可大大加快空气与流体的混合速率。基于此 ,设计了带有 BUMP的燃烧室 ,采用了可灵活控制喷油规律的 FIRCRI电控共轨式喷油系统进行了发动机实验。实验结果表明 :BU MP燃烧系统能显著降低 NOx 和碳烟排放 ,在平均有效压力为 0 .6 6 MPa(原机 5 0 %负荷 )时 ,烟度只有 0 .1BSU,NOx 为 42 0× 10 - 6;由于在缸内能够形成较均匀的混合气 ,缸内平均过量空气系数在 1.3～ 2 .0的范围内时 ,烟度一直保持在 0 .3BSU以下。实验还发现 BUMP的位置以及喷油定时对排放有重要影响。BUMP燃烧系统在降低 NOx 和碳烟排放方面显示了极大的潜力。     

柴油机预混合燃烧滞燃期的试验

滞燃期是柴油机预混合燃烧当中一个极为重要的参数.在电控共轨柴油机上进行了EGR率、喷油始点、喷油压力、负荷、转速和进气温度等单一参数对预混合燃烧滞燃期的试验研究.结果表明,名义过量空气系数能够帮助解释各试验参数对柴油机预混合燃烧滞燃期的影响.混合气的温度、压力和混合气中O2浓度影响柴油机预混合燃烧的滞燃期.提高进气温度...     

柴油/天然气发动机燃烧系统协同优化方法

采用KIVA-3V软件耦合多目标遗传优化算法NSGA-3,开展了柴油/天然气双燃料发动机的引燃柴油喷射参数、运行参数和燃烧室结构参数的协同优化研究.将湍流火焰速度封闭模型(TFSC)与PaSR燃烧模型耦合,建立柴油/天然气双燃料发动机复合燃烧模型.结果表明:复合燃烧模型能较好地模拟柴油/天然气发动机的燃烧过程;采用KIVA3V-NSGA3程序进行了双燃料发动机运行参数、喷射参数等多目标参数的协同优化;多目标参数优化结果的数据对比分析揭示了设计参数对目标参数的影响规律;涡流比和喷射参数的变化会对燃烧室内温度、NOx和CH4的分布产生较大影响.     

WT615增压CNG电喷发动机燃烧特性数值分析

以WT615 CNG发动机为模拟研究对象,采用KIVA-3V软件建立了多维软件计算模型,并验证了模型的准确性。在此基础上研究了主要结构参数——燃烧室形状对燃烧特性和整机性能的影响。研究表明,直口形燃烧室的动力性、经济性能最好,更加适用于该天然气发动机,但排放性能有待提高;缩口形燃烧室的整机性能次之,碗形燃烧室的动力性和经济性则较差,后燃现象严重,不适用于天然气发动机。     

柴油机燃烧过程的分析诊断方法

提出了一种柴油机燃烧过程分析诊断方法－特征参数分析法,应用燃油有效热能率、滞燃期、预混合燃烧期、预混合燃烧率、预混合燃烧指数、扩散燃烧指数、燃烧效率等特征参数可对柴油机的燃烧过程进行系统的分析。应用该分析方法对复合增压柴油机的燃烧过程进行了分析,找到了一定的规律性。结果表明,应用特征参数分析方法可有效地分析柴油机的燃烧过程,为评价柴油机的工作过程提供了一种有用的分析诊断手段。     

涡流室式柴油机冷起动时的准维燃烧模拟计算

从实测示功图的形状可知,涡流室式柴油机在冷起动过程中存在3种典型的非稳态过程：V型、W型和Y型。在试验研究的基础上,首次建立了涡流室式柴油机冷起动时非稳态过程的准维模型,分别计算和分析了3种不同燃烧过程主、副燃烧室中的放热特性及排放生成情况,以期为进一步改善涡流室式柴油机的冷起动性能打下基础。     

直喷柴油机燃烧的现象学快速预测模型

为了快速且准确地预测直喷柴油机的放热及排放情况,提出了直喷柴油机燃烧的现象学快速预测模型。该模型基于气相射流喷雾模型,将柴油机的燃烧过程分为预混燃烧、喷射中的扩散燃烧及喷射后的扩散燃烧三个阶段进行燃烧计算,并将喷雾区域分为已燃区和未燃区进行排放计算。该模型相较于多区模型,简化了分区,考虑了喷油产生湍动能的影响。在额定转速下,基于90%负荷标定的模型预测结果和潍柴WP7柴油机其它负荷的试验结果相比,最高燃烧压力和平均压力误差均小于5%;中高负荷的放热率趋势基本相同,10%累计放热对应的曲轴转角误差小于0.6℃A,90%累计放热时对应的曲轴转角误差小于5℃A;高负荷的排放预测误差在5%左右;且各工况计算可在数秒内完成。表明:所提出的模型能快速且较准确地预测直喷柴油机中高负荷工况下的燃烧情况。     

低排放单缸风冷柴油机的优化设计与匹配

以非道路单缸风冷192 F柴油机为研究对象,匹配蓄压式喷油系统,以低排放为核心目标,计算并设计了高压油泵凸轮和电控喷油器喷嘴参数,优化了螺旋进气道,重新设计了燃烧室几何形状并优化了喷油油线在燃烧室的分布,使燃烧室、进气道与蓄压式喷油系统相匹配.在标定工况、最大转矩工况下进行了喷油参数对工作过程、排放和性能影响的研究,以...     

甲醇/柴油双燃料发动机的性能

在一台柴油机基础上，采用气道口电控喷射甲醇，缸内柴油引燃甲醇的方式，开发了电控甲醇／柴油双燃料样机，并通过发动机台架实验，研究了柴油／甲醇双燃料燃烧模式在燃烧特性、燃油经济性及排放性能方面的特点．与原发动机相比，双燃料模式的最高爆发压力下降，压力升高率上升，排烟和NOx大幅度下降，但THC和CO排放均升高．该方法能使甲醇喷射量得到精确控制以便燃烧达到最佳状态，是甲醇／柴油双燃料发动机可行的技术方案．