燃烧室形状对柴油机燃烧和排放影响的数值研究

对相同压缩比的3种燃烧室进行了三维数值计算,分析了燃烧室形状对柴油机燃烧过程、NOx和soot在缸内的分布区域形成的原因,进一步用Φ-T图研究了3种燃烧室在不同时刻对NOx和soot的影响。结果显示:敞口燃烧室更有利于混合气的形成和燃烧,NOx和soot排放低于直口和缩口燃烧室。     

柴油机燃烧室形状对混合气形成的影响

利用计量流体力学(CFD)模拟软件FIRE对不同形状燃烧室的柴油机的缸内喷雾与燃烧过程进行了模拟分析。通过对缸内流场、燃油浓度场、温度场分布的对比,分析不同燃烧室对混合气形成的影响。结果表明,缩口燃烧室缸内流场强度最大,混合气均匀,燃烧充分,微粒生成最少。     

喷射式燃烧器气体流动与燃烧数值模拟

对一国产30kW车用喷射式加热器的燃烧器内气体流动与燃烧进行了数值模拟。由计算分析知．燃烧器导流体切向进气道所进空气射流可加强混合气的混合燃烧,并在导流体底部形成一绕中心轴线的涡流环,因该涡流环中心存在低压,从而可使部分下游燃烧的高温气体在燃烧室尾部缩口的配合下向中上游回流。该回流在燃烧室中下游产生一个绕燃烧室中心轴线的回流环,该回流环既可使高温回流气体维持燃烧器的续燃温度．同时还可加速混合气的燃烧。但从燃烧室的温度场分布图看,其高温区有所偏后,这对燃烧室在不同空燃比下的续燃稳定性不利．且易造成排气温度过高,使热效率下降．因此燃烧室缩口须适当前调．以使回流区前移。     

小型直喷式柴油机缩口型燃烧室的设计与研究

在4100型直喷式柴油机上，为改进的进气系统和供油系统匹配设计了几种不同形状的缩口型燃烧室，研究了燃烧室形状对柴油机性能的影响。试验结果表明，体积较大的球形底台的缩口燃烧室能促使油-气混合，改善燃烧过程，有利于实现柴油机的动力性、经济性和排放指标的良好折中。     

基于CFD数值模拟的柴油机性能研究

为研究燃烧室结构对柴油机性能的影响,利用CFD程序对不同缩口直径和深度的燃烧室内的气流特性、喷雾特性、燃烧特性以及排放特性进行数值模拟。结果表明,柴油机的性能与燃烧室的结构形状关系密切。缩口直径较小,燃烧室深度较深的燃烧室3能形成良好的气流特性,燃烧室内滚流强度保持较好,喷雾油粒的索特平均直径小,雾化效果较好,缸内平均温度和平均压力值较大,NO生成量最高,所以其排放特性仍需改善。研究结果为燃烧室的设计提供了依据,便于柴油机的各种性能均能达到良好的水平。     

直喷式柴油机喷油嘴、进气涡流和燃烧室几何尺寸的匹配研究

直喷式柴油机燃烧过程的性能研究及模拟计算表明，混合气形成的好坏将直接影响柴油机的经济性、动力性和排放指标。而影响直喷式柴油机混合气形成的主要因素有：油束动能、空气运动能量和燃烧室几何尺寸。本文将结合６１３Ｑ型柴油机提高性能的研究，浅谈直喷式柴油机喷油嘴、进气涡流和燃烧室几何尺寸的匹配研究方法，并着重阐述前两者的匹配关系     

直喷式柴油机喷油嘴,进气涡流和燃烧室几何尺寸的匹配研究

直喷式柴油机燃烧过程的性能研究及模拟计算表明，混合气形成的发了坏将直接影响柴油机的经济性，动力性和排放指标，而影响直喷式柴油机混合气形成的主要因素有：油束动能、空气运动能量和燃烧室几何尺寸。本文将结合６１３０Ｑ型柴油机提高性能的研究，浅谈直喷式柴油机喷油嘴，进气涡流和燃烧室几何尺寸的匹配研究方法，并着重阐述前两者的匹配关系。     

射流燃烧技术在车用汽油机上的应用研究

本介绍了射流燃烧室在车用汽油机上的应用研究。汽油机射流燃烧室具有独特的结构，在压缩和燃烧过程中燃烧室内能形成强烈的微涡流，因此它可以有效地抑制发动机的爆震，且在燃用相同辛烷值燃料时能提高发动机的压缩比，并形成快速燃烧和稀混合气燃烧。这种燃烧系统在几种常用汽油机上的应用表明，发动机性能得到了明显的改善，特别是燃料消耗率和排气污染显降低。     

具有涡流喷油嘴的小型直喷式柴油机

在一个具有涡流喷油嘴的小型直喷式柴油机上,研究了涡流比和喷油嘴位置对混合气形成和燃烧过程的影响.涡流喷油嘴在针阀体外表面上有两道螺旋槽,其特征是喷注贯穿度不大,喷注锥角宽且油滴雾化均匀.由于油滴刚离开喷油嘴的喷孔后就朝着空气涡流方向偏转,且沿着燃烧室壁运动,所以涡流比和喷油嘴位置对混合气形成和燃烧过程的影响相当大.借助于气缸内观测和压力变化历程的分析,发现这两者对油滴和蒸气的分布和扩散燃烧的影响极大,但对发火的产生和预混燃烧的影响不大.     

BH175F1涡流室式柴油机工作过程的数值模拟

为改善湖南新滨湖发动机有限公司的BH175F1型单缸风冷涡流室式柴油机的性能,利用AVL-FIRE程序对其缸内工作过程进行了数值模拟研究。研究结果揭示了燃烧室内的平均温度和压力的变化,涡流室内一次涡流、二次涡流的形态和位置等相关信息,以及燃油喷雾扩散和混合气形成过程的特点。此外,还探讨了油嘴安装角度对混合气形成及燃烧过程的影响,发现了油嘴安装角度偏离对称面可以获得更加均匀分布的混合气,确定了可以使燃烧持续期缩短将近5°CA的油嘴安装角度。     

燃烧室壁面形状对撞壁射流气体混合过程的影响

本文研究了燃烧室壁面形状对撞壁射流气体沿壁发展过程的影响，实验发现：射流气体撞壁后主要沿壁面发展；近壁区域会形成浓混合气层，并且混合很慢，本文提出了两种方法，１）在壁面设置矩形凹槽，并且利用环境的气流运动加快射流气体的混合。２）在壁面上设置条形障碍物，使射流气体脱离壁面形成空间流动，另外，本文也模拟了ＯＳＫＡ－Ｄ燃烧系统中燃油撞壁后的发展过程。     

Development and test of combustion chamber for Stirling engine heated by natural gas

The combustion chamber is an important component for the Stifling engine heated by natural gas. In the paper, we develop a combustion chamber for the Stifling engine which aims to generate 3-5 kWe electric power. The combustion chamber includes three main components： combustion module, heat exchange cavity and thermal head. Its feature is that the structure can divide ＂combustion＂ process and ＂heat transfer＂ process into two appar- ent individual steps and make them happen one by one. Since natural gas can mix with air fully before burning, the combustion process can be easily completed without the second wind. The flame can avoid contacting the thermal head of Stifling engine, and the temperature fields can be easily controlled. The designed combustion chamber is manufactured and its performance is tested by an experiment which includes two steps. The experi- mental result of the first step proves that the mixture of air and natural gas can be easily ignited and the flame burns stably. In the second step of experiment, the combustion heat flux can reach 20 kW, and the energy utiliza- tion efficiency of thermal head has exceeded 0.5. These test results show that the thermal performance of com- bustion chamber has reached the design goal, The designed combustion chamber can be applied to a real Stifling engine heated by natural gas which is to generate 3-5 kWe electric power.     

直喷式柴油机燃烧室形状对碳粒形成过程影响的试验研究

本文介绍了作者采用可视化技术和图象分析技术研究直喷式柴油机燃烧室形状对燃烧室内喷雾场和燃烧碳粒场影响的研究结果。分析了四角形燃烧室和盆形燃烧室喷雾发展历程和燃烧碳粒场发展历程，找出了四角形燃烧室碳粒排放量较低的原因。     

天然气直喷燃烧的可视化研究

利用高速摄影装置开展了天然气直喷燃烧的可视化研究。研究结果表明:缸内形成的分层充量分布与喷射方式有关,双点平行喷射和单点喷射将比双点对向喷射形成的充量分层强。双点平行喷射和单点喷射时火焰将向燃料喷流的下流区发展,而双点对向喷射时火焰显示出由燃烧室中心向外围方向发展的特征。天然气直喷燃烧呈现出湍流燃烧特征的皱褶火焰前锋面。通过优化喷射正时形成的可燃分层充量可实现直喷天然气超稀燃烧。     

高速汽油机的新型燃烧室(Ⅱ)

为解决小型高速汽油机低速时紊流强度低、燃烧过程不充分的难题，开发了一种新型燃烧室，该燃烧室已获得专利，它利用在活塞顶面的火花塞的远端和近端处设计的与缸盖形状相吻合的特殊突起，可在发动机压缩和膨胀过程中产生强烈的挤气旋流，将它应用在高速汽油机中，可明显提高低速时混合气的燃烧速率和火焰传播速率，从而全面改善内燃机的低速性能．实验研究表明，在压缩比和空燃比及点火提前角相同的条件下使用该燃烧室，与原机相比，尽管发动机的最大输出功率和转矩稍有下降，但最大转矩时的转速明显降低；转矩和燃油消耗率随转速降低明显改善，低速转矩最大提高率为8．4％，低速时燃油消耗的最大降低率为9．8％。     

CA6DL1—30柴油机燃烧室改进的模拟与实验研究

为研究燃烧室形状对柴油机燃烧和排放性能的影响,应用大型通用CFD软件STAR—CD程序对3种不同形状的燃烧室内燃烧过程进行了多维数值模拟计算,研究了不同的燃烧室形状对缸内气流运动以及缸内燃烧温度和排放的影响,并通过实验验证了计算模型的正确性。     

Study of the cycle-to-cycle variations of an internal combustion engine fuelled with natural gas/hydrogen blends from the diagnosis of combustion pressure

A methodology is presented for studying the influence of using alternative fuels on the cycle-to-cycle variations of a spark ignition engine which has been fuelled with mixtures of natural gas and hydrogen in different proportions (0–100%). The experimental facility consists of a single-cylindrical spark ignition engine coupled to an asynchronous machine with a constant engine rotation speed of 1500 rpm. A thermodynamic combustion diagnostic model based on genetic algorithms is used to evaluate the combustion chamber pressure data experimentally obtained in the mentioned engine. The model is used to make the pressure diagnosis of series of 830 consecutive engine cycles automatically, with a high grade of objectivity of the combustion analysis, since the relevant adjustment parameters (i.e. pressure offset, effective compression ratio, top dead center angular position, heat transfer coefficients) are calculated by the genetic algorithm. Results indicate that the combustion process is dominated by the turbulence inside the combustion chamber (generated during intake and compression), showing little dependency of combustion variation on the mixture composition. This becomes more evident when relevant combustion variables are plotted versus the Mass Fraction Burned of each mixture. The only exception is the case of 100% hydrogen, due to the inherent higher laminar speed of hydrogen that causes combustion acceleration and thus turbulence generation.