不同发动机热力损失角测试及影响

在D6114车用柴油机上进行上止点位移测试及基于压缩压力的上止点位置计算,分析各种方法测量误差及发动机运行条件对上止点位置的影响规律,对理想多变指数比对法和绝热压力修正法两种方法进行校核计算;进一步开展车用柴油机、车用汽油机和船用中速柴油机3种不同类型发动机的热力损失角测试与估算研究,确定不同机型热力损失角范围。结果表明:采用两种方法都可以较好地预测车用柴油机热力损失角,上止点曲轴转角测试误差不超过0.2°,其中绝热压力修正法计算更简单直接;车用柴油机的热力损失角较大,车用汽油机次之,而船用中速柴油机的热力损失角最小,并且受转速变化的影响较小。     

利用双拖动示功图标定上止点

本文从拖动过程能量守恒方程出发,推导了热力损失角的近似表达式,证明拖动过程热力损失角主要决定于散热损失率与漏气热损失率之和的大小。计算机模拟的结果与近似表达式表示的规律一致;并发现,当总散热率在宽广的范围内变化时,高低两转速下的拖动示功图热力损失角的差值与其中一转速下的热力损失角之间存在线性关系,由此提出了利用双拖动示功图标定上止点的方法.     

柴油机上止点的检测

1引言柴油机是利用柴油压燃的特性把柴油的化学能转变成机械能的动力装置。它的一系列动作是沿着曲轴的转角有序地展开的，因此，赋予了柴油机信号的两个主要特征：a．周期性：任何信号的周期是曲轴旋转周期的整数倍。b．有序性：什么角度上进行什么动作是确定的，把这些先验的     

柴油机示功图上止点修正的热力学方法研究

本文对柴油机示功图上止点修正的方法进行研究分析。作者在热力学分析的基础上，利用放热率曲线与计算的多变指数之间的对应关系进行了上止点的修正。试验结果证明，该方法可以实现上止点的实时修正。     

直喷式柴油机燃烧室几何形状对排放影响的多维数值模拟研究

在保证压缩比相同的情况下,设计了3种不同形状的燃烧室。运用AVL公司开发的FIRE软件,对3种不同形状燃烧室进行了三维数值模拟,分析了上止点附近气缸内的气体流动情况,并对3种燃烧室内的排放情况及影响排放的主要因素进行了比较分析,得出:径深比过小,即燃烧室过深,不利于空气与油气的良好混合,易造成局部油气过浓,从而局部缺氧,产生较多碳烟;径深比过大时,油气雾化好、燃烧早、温度上升快,NOx生成量增加。最后,通过模拟计算与试验研究相结合,验证了模型并选取了最优形状的燃烧室。     

重型直喷式柴油机多次喷射燃烧过程研究

对重型直喷式柴油机典型多次喷射方案进行了燃烧过程计算,通过与试验结果对比,对计算过程参数进行了修正.计算结果有效反映了不同喷油速率形状、喷射脉冲的油量分配比例和喷射脉冲间隔角对燃烧放热率的影响规律.对多种计算结果进行对比分析,以提高柴油机的平均有效压力和降低压力升高率为目标,总结出多次喷射模式下的喷油规律优化方案.     

喷油提前角对柴油机排放影响的研究

在调整柴油机喷油提前角的情况下,实测了柴油机气体和颗粒排放浓度,并对试验结果进行了分析。当喷油提前角由5°CA调整为7.5°CA时,PM、CO和HC排放值显著降低,NOX排放值显著升高;当喷油提前角由7.5°CA调整为10°CA时,PM继续降低,NOX、CO和HC都有所增加,但幅度都不大。表明增大喷油提前角可有效地降低颗粒排放,但同时要考虑到NOX、CO和HC浓度的增加。该研究对电控柴油机喷油参数的优化具有一定的参考价值。     

直喷式柴油机两段喷射计算模拟

以KIVA-3为计算平台，计算模拟4气门直喷式柴油机不同预喷油提前角的两段喷射燃烧历程。其结论是：150CA BTDC以后的预喷提前角，其预喷与主喷柴油都以扩散燃烧为主；预喷柴油燃烧与缸内流动的共同作用，使缸内温度、质量分数分布更加复杂。氧质量分数分布差异是不同预喷油提前角对主喷燃烧放热率影响的主要因素。     

6105ZLQ柴油机机械损失及其影响因素分析

采用倒拖法及油耗线法测量了6105ZLQ型柴油机的机械效率,用电力测功器倒拖分析了活塞组、曲柄连杆机构、喷油泵、配气机构等组件的机械损失。结果表明活塞组、曲柄连杆机构的机械摩擦损失及泵气损失共占整机机械损失的75%左右。通过对各组件机械损失占整机机械损失比例的分析,提出了强化直喷式柴油机的方向和措施。结合经验公式对该直喷式柴油机的机械损失及变化规律作了预测,为该型柴油机的改进和进一步强化提供了依据。     

柴油机TR燃烧系统的数值模拟

为了改善柴油机的油气混合过程,开发了TR燃烧系统。该系统在原机ω型燃烧室的基础上增加壁面导向圆弧,配合锥面4×Φ0．36十垂直中心喷孔1×Φ0．20喷油器。以对TR燃烧系统的可视化研究为依据,应用STAR-CD软件对其喷雾混合过程进行三维数值模拟。结果表明导向圆弧形成的二次射流增加了空气卷吸和油气混合空间。中孔油束与中心凸台碰撞形成的盘状喷注同样也增加了中心处的油气混合;TR燃烧系统具有较少的燃油附壁质量并存在多处大小不同方向各异的漩涡,加速了油气混合。台架试验表明：TR燃烧系统在中低负荷时排放烟度低于0．1 BSU,全负荷时低于0．4 BSU。推迟供油提前角至11℃A时,NO_x排放大幅度降低,浓度为203×10~(-6)～776×10~(-6),烟度在0．3～0．6BSU之间。试验表明TR燃烧系统在降低柴油机排放方面具有较大的潜力和应用前景。     

基于CFD的增压柴油机不同喷油提前角的排放影响分析

在考虑进气涡流比的情况下,对某490增压直喷柴油机不同喷油提前角下的缸内喷雾及燃烧过程进行了三维CFD模拟,给出了4种不同喷油提前角时的缸内火焰、NOx和Soot的时空分布.计算和分析了不同的喷油提前角下,上止点前后喷入缸内的油量比例、着火时刻、上止点温度、最高燃烧温度等对燃烧与排放物的影响.结果表明上止点前后的油量比例对排放有较大影响,对于该机型在喷油提前角较小的情况下,应考虑适当减小喷油锥角以充分利用燃烧室底部的空气.仅靠喷油提前角的变化并不能同时降低NOx和Soot的排量,并通过性能与排放试验进行了验证.     

直喷式汽油机缸内浓度场数值模拟

对直喷式二冲程汽油机缸内浓度场进行了数值模拟,选取两种代表性的发动机工况,采用球顶燃烧室,改变喷油定时和喷雾方向,研究它们对燃烧室内混合气浓度分布的影响。通过仿真分析得到:喷油定时和喷油方向对缸内浓度场分布有很大影响。当喷油器的中心轴线与气缸中心轴线的夹角为15°的喷油方向,喷油定时在低负荷选择95°CA、高负荷选择160°CA时,可以在火花塞附近形成有利于点火的混合气浓度,在整个燃烧室形成有利于分层燃烧的浓度场分布。     

车用柴油机增压匹配数值模拟研究

使用VC 和Matlab分别建立了柴油机、涡轮增压器、进排气管及中冷器的数值模型,并编制了涡轮增压器与柴油机的匹配计算程序。应用该程序对某柴油机与某径流式涡轮增压器联合工作过程进行仿真计算,得到柴油机的性能参数及与该增压器的匹配数据,最后通过试验结果对数学模型、增压器与柴油机匹配程序的可行性进行了验证。     

基于FIRE的柴油机燃烧过程的CFD研究

应用三维CFD仿真软件AVL FIRE对CY4102直喷式柴油机的燃烧过程进行了数值模拟计算,再现了缸内流体的运动过程、湍流参数的变化、燃油粒子的空间分布、燃烧过程的进展状况、传热过程以及缸内温度场的分布等,结果表明:随着喷油提前角的增大,滞燃期变长,最高平均温度、压力和放热率峰值均增大,且其对应的曲轴转角均有前移趋势...     

机车柴油机喷油嘴三维流场数值模拟及其改进研究

通过FLUENT软件利用可压缩流体的三维湍流模型和无粘流动模型对改进前后喷油嘴内流场进行了数值模拟。对比研究发现,90°密封座面的压力损失小于60°密封座面;随着喷射压力的提高喷油嘴流量系数有减小的趋势;喷孔倒角可以增大喷油嘴流量系数,同时可以减少高压喷射带来的压力损失。在高强化中速机车柴油机上220 000 km的实际运用结果表明,该型针阀偶件大大减少了故障率,并且其工作可靠性、使用寿命有大幅度提高。     

喷雾锥角对柴油机燃烧过程影响的数值模拟

柴油机燃烧过程中喷雾内部的物理化学过程非常复杂,传热、蒸发、扩散、流动等物理过程控制着化学反应,影响着火和燃烧过程,进而决定着发动机的动力性、经济性以及排放性能。利用CFD分析软件FIRE对一台直列6缸增压柴油机的喷雾与燃烧过程进行模拟。研究了喷雾锥角对燃烧过程的影响规律以及喷雾锥角对碳烟和NOx生成的影响。     

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。     

直喷式柴油机预混燃烧期的研究

分析预混燃烧期是研究柴油机燃烧性能的重要内容。通过从预混燃烧期的基本定义出发,在发动机放热率曲线上拟合出了用以确定预混燃烧期终点的公式。并试验验证了公式对不同燃料的普遍适用性。试验研究表明：相同转速下同种燃料的预混燃烧期随负荷增加而缩短;负荷相同时,转速越高预混燃烧期越长。