进气氮气含量对柴油机混合气形成与燃烧过程的影响

在一台可以拍摄气缸内混合气形成和燃烧过程的发动机上，用高速摄像机研究了进气中加入不同浓度的氮气（N2）后柴油机的油束发展，混合气形成，着火以及燃烧过程， 同时还采用三基色法对高速摄像机拍摄的燃烧火焰的照片进行了温度场分布的计算分析。拍摄的图像和计算结果表明，加入了不同比例的N2，对燃油束的雾化及混合气的形成过程没有影响，对滞燃期的影响也不大，但对火焰的燃烧最高温度和燃烧室的平均温度降低影响很大。N2的加入量越大，燃烧温度下降越多，燃烧过程结束的也就越早。     

进气含有高浓度CO2的柴油机的燃烧特性

在一台可以拍摄缸内混合气形成和燃烧过程的发动机上，在进气中加入不同浓度的二氧化碳（CO2）气体，研究其对柴油机的燃油束发展、混合气形成、着火、燃烧过程所带来的影响，同时采用三基色法对测出的燃烧温度场分布进行计算分析。拍摄的工况是在不同发动机转速以及不同的CO2浓度的情况下进行。拍摄到的图像经分析和计算表明，加入不同浓度的CO2后，燃油束的喷雾及混合过程没受影响，但使着火滞后期延长、燃烧持续期缩短，并降低了燃烧温度，特别是降低了最高燃烧温度。研究结果还表明，加入CO2过多时则会影响燃烧稳定性。     

基于可视化温度场分析的柴油机缸内燃烧过程研究

在一台视窗上置式柴油机可视化实验装置上用高速摄像机记录下缸内燃烧过程的火焰照片,应用三基色法计算了缸内燃烧温度场.结果表明,用三基色法分析的缸内温度场分布与实际情况相一致；结合示功图曲线对柴油机着火和燃烧过程进行了分析,得到的结果符合柴油机实际着火和燃烧过程的发展规律.燃油在高温缺氧情况下会发生裂解形成较高温度的较大碳粒,影响相应零部件的使用寿命和发动机性能.     

双燃料发动机的燃烧模型

针对双燃料发动机燃烧特性，建立了柴油喷雾扩散燃烧子模型和气体燃烧均质混合气火焰传播燃烧子模型，应用该模型研究了双燃料发动机燃烧机理，计算结果和实验结果相当吻合。计算表明：当引燃柴油比例较大时，双燃料发动机燃烧过程以喷雾混合控制燃烧为主，柴油喷雾扩散燃烧模型与实测较吻合；当柴油比例较小时，该过程以均质混合气火焰传播燃烧为主，均质混合气火焰传播燃烧模型与实测软吻合。计算结果表明，引燃柴油量对双燃料发动机性能影响较大，引燃柴油减少，着火滞燃期延长，缸内最大爆发压力升高。     

甲烷火焰中氢气对着火与燃尽的影响

利用化学反应动力学机理研究了甲烷－空气预混火焰添加H2的着火和燃尽特性。通过分析计算,讨论了氢气对甲烷燃烧过程及着火温度、燃烧速率、燃尽时间的影响。结果表明,甲烷火焰中少量氢气的存在不仅可以降低甲烷的着火温度,而且可以显著增大燃烧速率,缩短燃尽时间,这些结果与已有的实验结果吻合。     

二甲醚在发动机气缸内喷雾燃烧过程的实验研究

在可视化光学发动机上进行了二甲醚(DME)喷雾燃烧过程的试验，应用高速数字摄像机拍摄了柴油和二甲醚缸内喷雾燃烧过程，并应用计算机高速采集系统同步测量了缸内压力．高速摄影照片表明，二甲醚一离开喷嘴就迅速蒸发，可以明显看到缸内气流运动对油速“核心”的吹散作用，并造成二甲醚的碰壁油量较柴油的少．和柴油相比，二甲醚着火滞燃期短，着火位置更靠近燃烧室壁面，着火面大，燃烧初期火焰发展迅速．二甲醚压升滞燃期比发火滞燃期明显减小，而柴油两者几乎相等．在相同热值燃料条件下，发动机燃用柴油和二甲醚时，缸内最大爆发压力、燃烧放热率和平均指示压力几乎一样．高速摄影很难拍摄到二甲醚燃烧初期和后期的火焰照片．研究结果还表明，较小的涡流比有利于提高二甲醚发动机的性能。     

初始温度/压力对天然气层流燃烧速率的影响

在定容燃烧弹内利用高速纹影摄像法研究了不同初始温度和初始压力下不同当量比的天然气-空气混合气的火焰传播过程,并结合火焰传播照片分析了初始压力和初始温度对混合气层流燃烧速率的影响.研究表明,天然气-空气混合气的无拉伸火焰传播速率和无拉伸层流燃烧速率随当量比的增加先增大后减小,且最大值出现在化学当量比附近.火焰传播速率和层流燃烧速率均随着初始压力的升高而降低,随着初始温度的升高而提高.     

汽油加氢改善发动机性能的试验研究

在汽油机的燃烧过程中加入部分的氢气进行燃烧，可对发动机的性能改善和废气排放物的降低起到良好的作用。本文就加氢后的汽油过量空气系数，点火提前角的变化，燃烧过程的循环压力变动，发动机的经济性及ＨＣ和ＣＯ排放问题进行了研究。试验结果表明：随着汽油燃烧过程中加氢比例的增大，混合气着火界线加宽。另外，由于氢气的火焰传播速度快，加氢后混合气的着火延迟期缩短，最佳点火提前角减小，燃烧过程的循环压力变动减小，而且     

用双色法研究进气道喷射乙醇柴油引燃时的燃烧过程

利用高速彩色CCD摄像机的3个单色通道信息进行了双色法计算温度和KL因子的可行性研究，并用乙炔火焰对计算结果进行了验证，讨论了不同双色组合对测试精度的影响。在一台可视化发动机上对进气道喷射乙醇柴油引燃时的燃烧过程进行了分析，结果表明：随着乙醇喷入量的增加，燃烧火焰面积减小，温度及代表碳烟浓度的KL因子也相应下降，说明乙醇对柴油燃烧过程中碳烟的生成有抑制作用。     

废气再循环成分对扩散燃烧中碳烟形成影响的研究

通过测量对置射流扩散火焰中开始形成碳核时的临界气动变形率Kp和同轴扩散火焰碳烟的体积浓度，当燃烧废气的主要成员CO2和N2加入到燃料气流及形成扩散火焰的空气流中时，对碳烟生成到排出各过程的影响进行了实验研究。通过适当的火焰温度调节，研究了它们在碳烟生成各过程中的化学作用。结果显示，废气再循环成分CO2和N2对扩散火焰碳烟生成的各个过程并无增加碳烟排放量的作用，反而遏止碳烟的成核和聚合长大，这两种成分对碳烟的氧化，也没有十分明显的不利影响。     

缸内直喷周向分层燃烧系统火花塞附近油束发展历程的试验研究

采用高速摄影技术研究了缸内直喷周向分层（简称DICSC）燃烧系统火花塞附近两根油历史潮流的发展历程。研究结果表明,喷雾混合过程中燃油碰壁、反弹现象非常明显,大多数燃油的雾化与蒸发产生于油束碰壁以后。靠近壁面处燃油浓度最大,向燃烧室中心方向浓度逐渐降低,沿周向、顺涡流方向形成了明显的由浓到稀的分层。因而,为了保证较好的着火稳定性,在DICSC燃烧系统中火花塞靠近壁面布置并处于油束下游一定角度比较合适,此外有浓度合适、易于点燃的混合气以便火焰能够顺利扩展。另外,还研究了不同涡流比和油束夹角下的油束发展历程。     

进气涡流比对直喷式柴油机油束碰壁过程影响的研究

本采用高速摄影技术，研究了小型直喷式柴油机缸内空气运动对油束碰壁过程的影响。研究结果表明，在小型直喷式柴油机中，燃油壁面喷射的反溅作用是燃油雾化过程中的重要阶段。油束在碰壁过程中，其锥角及贯穿速度均发生变化。不同的进气涡流强度，壁面油束的形状及其发展速度均不同，顺涡流方向壁面油束的扩展速度较快，随着涡流强度的增加，壁面油束只出现在顺涡流方向。空气涡流对燃油与空气混合的促进作用主要发生在油束与燃烧     

Study of the characteristic of diesel spray combustion and soot formation using laser-induced incandescence (LII)

In this paper, the planar images of diesel spray combustion flame and soot formation were measured and analyzed by using LII, in a constant volume combustion vessel. The effects of combustion flame and fuel–air mixing characteristics on soot formation and distribution of soot concentration were studied at different conditions. The result indicates that, with increase in ambient temperature and pressure, the ignition delay of diesel fuel is shorter. The increase of ambient temperature and pressure and the reduction of injection pressure shorten the diesel flame lift-off length. The lower the ambient temperature and pressure, the weaker LII signal intensity. At the same ambient temperature and pressure condition, the higher the diesel injection pressure, the smaller the soot production in diesel jet spray, and soot particles are primarily produced in the relative fuel-rich region, which is encompassed by the flame surface front at the downstream of the diesel jet.     

缸内空气运动对直喷式柴油机喷雾特性影响的研究

本文采用高速摄影，利用激光衰减法，研究了小型直喷式柴油机缸内燃油雾特民生，特别是在缸内空气运动对燃油喷雾特性影响方面，进行了比较详细的研究，研究结果表明，在柴油机狭小的燃烧室内，自由喷雾得不到充分发展便得快与燃烧室壁面发生碰撞，故油束的锥角比较小，燃油的密集程度比较高，受空气涡流吹拂而发生弯曲的程度很小，较强的空气涡流会降低喷雾的贯穿速度。     

高温条件下柴油机喷雾粒度的测量

为了了解柴油机燃烧室中燃油与空气的混合及后续燃烧过程，准确地描述燃油雾化和油洋蒸发过程是至关重要的。运用激光衍射法测量注体喷雾粒度具有对喷雾无干扰，设备简单数处理迅速等优点，但这种方法对加热环境中的蒸发液雾进行测量进，由于光路上存在的温度及浓度梯度，激光被折射而偏转，结果受到严重影响，以往对柴油机喷雾的测量大都在常温不蒸发条件下进行的，而本则是通过对粒子激光衍射测量原理的深入分析，对基于激光衍射     

进气涡流和喷油系统参数对大功率柴油机混合气形成的影响研究

通过对大功率柴油机的油气混合及燃烧过程进行三维数值模拟,定量研究了进气系统和喷油系统的参数对混合气形成的影响。结果表明：进气涡流通过加速空气掺和到喷注中的过程,增强空气与油滴的相对运动,加速空气向油滴的传热等促进燃油与空气的混合;喷孔数通过影响燃油的贯穿距离以及空气夹带量进而影响油气的混合。利用燃油质心的偏转角和燃油质心贯穿距离定量表征进气涡流以及喷孔数对油气混合的影响。     

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。     

柴油机新型双卷流燃烧系统混合与燃烧机理研究

本提供了新型ＤＳＣＳ的结构和原理，其核心是在ＤＳ燃烧室内，燃油射流触脊，分裂并呈双卷流进行了混合与燃烧。在自制的燃油喷雾模型试验装置上，采用油－油喷射技术，对燃烧室模型内的燃油射流流动过程进行高速摄影，并对多种试验方案的拍照结果进行了分析。模型试验表明，ＤＳＣＳ中燃油射流流程可细分为４个阶段，采用了新机理，新理论进行了混合与燃烧。     

Bump环强化柴油混合过程的数值模拟研究

对双模式HCCI燃烧,促进其主喷阶段燃油的混合速率至关重要。采用CFD数值模拟方法研究了一种新型燃烧室设计——BUMP燃烧室对直喷柴油机喷雾燃烧过程的影响。结果表明,bump环扰动缸内气流运动产生复杂的流谱,形成强烈的湍流。燃油喷雾撞壁后,bump环剥离壁面射流形成二次空间射流,减少了燃油在燃烧室壁面的沉积,湍流混合速率大大增加。自燃着火时刻,BUMP燃烧室内有38．2％的燃油处于碳烟生成门槛之外,而对比燃烧室仅为28．9％。数值模拟解释了BUMP燃烧室同时降低NOx和碳烟排放的实验现象。此外,模拟还发现燃油混合速率对喷油定时非常敏感,存在一个高湍流混合速率曲轴转角区间。