船用直喷式柴油机的可控进气涡流技术

通过对直喷式柴油机进气系统的理论分析和试验研究表明,双进气道的设计目的是达到较高的流通能力和适度的进气涡流,而阀板控制着进气涡流的强度,兼顾在高低转速下进气涡流和燃油喷雾的最佳化调整, 起到了控制排放和降低油耗的作用。可控进气涡流系统可综合改善柴油机高、低负荷性能,在实际使用时还应考虑在系统上的配置。才能减少氮氧化物排放和降低燃烧噪声。     

进气涡流对车用直喷式柴油机瞬态工况下微粒排放的影响

用自行设计的喷气式可变涡流进气系统（ＡＩＶＳＩＳ）调节气缸内的涡流水平,试验研究了进气涡流对车用直喷式柴油机恒转速增转矩瞬态工况下微粒排放的影响,结果表明,对于一定涡流比的瞬态工况,随着转矩变化率的增大,柴油机的微粒排放量逐渐增加,涡流比越小,瞬态工况微粒的排放随转矩变化率增大的速率越高。相同转矩增长率的瞬态工况,随着涡流比的增大,柴油机微粒的排放量逐渐降低。提高恒转速增转矩瞬态工况缸内的涡流强度     

采用电磁阀—气动装置优化控制直喷式柴油机的进气涡流

为了使高速直喷式柴油机更有效地燃烧，必须在燃烧之前或在燃烧过程中组织一定的空气运动，空气运动对柴油机的经济性和排放指标都有很大影响。不同的发动机工况要求有不同的进气涡流强度，因此，恒定的进气道系统已不能满足发动机变工况的要求。     

4气门柴油机进气系统匹配的试验研究

在4气门直喷式柴油机进气系统上采用一个螺旋气道与一个切向气道的组合，并就两者的相对位置关系做了稳流对比试验，决定采用长切向气道与短螺旋气道相匹配的组合。研究了切向气道开度对进气过程的影响，提出了4气门进气系统的评价指标，指出了实现可变进气涡流的途径。另外，用热线风速仪对组合气道内的空气流动进行了测量，揭示了组合气道内流动的规律。     

增压直喷汽油机进气歧管喷水技术试验研究

针对1台增压直喷汽油机在低速全负荷工况进行了台架试验,并利用自行搭建的供水系统向发动机进气歧管内喷入一定压力的水量,通过降低缸内燃烧温度抑制爆震强度,最终探究了进气歧管喷水技术对改善燃油经济性和排放的潜力。结果表明:进气歧管喷水的最佳喷水时刻位于进气门打开前后一小段区间内,此时喷水使得同一爆震强度的点火角提前、燃烧相位改善、燃烧持续期延长、排温降低、有效燃油消耗率减小、颗粒物数量(PN)与NOx的排放降低,并且在20%～80%喷水比例范围内,喷水量越大上述影响越显著。     

单缸柴油机进气流动的模拟计算

本文通过对单缸柴油机进气过程的模拟计算，论述了特征线网络法的计算误差，提出了提高计算精度的措施，进一步了边界条件，根据试验结果了模拟计算中某些参数的取值，并通过对模拟计算结果和试验结果的比较，论述了模拟计算的正确性，讨论了计算中尚存在的问题。     

进气温度对直喷式柴油机冷起动初始期燃烧和排放的影响

为了研究进气温度对柴油机起动过程燃烧不稳定性和排放的影响规律,利用柴油机起动过程燃烧、排放测控系统,在一台直喷式单缸柴油机上进行了试验。试验结果表明：进气温度对柴油机冷机起动过程初始期燃烧有较大影响,随进气温度的升高,冷机起动着火滞后期明显减小,扩散燃烧增加。提高进气温度能够明显改善着火条件,降低起动过程供油量,减少失火循环,从而明显改善起动过程中的HC排放。     

改进柴油机进气系统的研究

本文在分析２８５型柴油机原进气系统的基础上，探讨了进气管形状，长度，柴油机转速和它们之间的组合对进气过程和柴油机性能的影响。改进后的进气系统可有效地利用进气动力效应，增加气缸充气量，改善燃烧过程及提高柴油机的动力性和经济性。     

富氧进气与水乳化柴油的掺烧试验及数值模拟

在直喷柴油机上采用体积分数21％、22％、23％和24％的进气增氧技术,燃用纯柴油与30％水乳化柴油进行燃烧及排放试验.采用CFD软件与正庚烷简化模型耦合进行数值模拟.试验结果表明,燃用纯柴油时,随进气氧体积分数的增加,燃烧始点提前;在使用30％水乳化柴油时,着火延迟加大,但其依然遵循随掺入的氧体积分数增大着火时刻提前的规律,NO和烟度的排放低于燃用纯柴油的情况.模拟计算显示:CFD与动力学模型的耦合可以较为准确地预测富氧燃烧的缸内着火时刻及燃烧状况.分析上止点后2° CA时刻燃烧室温度场切片可知,燃用30％水乳化柴油使缸内温度下降,即使掺入体积分数24％的O2,NO生成也低于燃用纯柴油、空气助燃的情况,实现富氧条件下相对于原机的低温燃烧,减少了污染物的排放.     

增压多缸柴油机各缸进气不均匀性的研究

在某增压8缸柴油机性能试验和多个气缸压力测量的基础上,利用试验数据对该柴油机的一维性能仿真计算模型进行了标定和校核,计算和分析了不同试验工况下柴油机各缸进气流量的不均匀性。结果表明:在相同转速的情况下,各气缸进气量的大小对比关系不随负荷的变化而变化,随着负荷的增加,各缸的平均进气流量增加,各缸的进气不均匀度增加;不同转速时,各气缸进气量的大小对比关系有所变化,进气不均匀度也不相同。     

柴油机主辅双进气道系统性能优化研究

对大功率柴油机采用主辅双进气道系统改善低负荷工况下的进气涡流进行理论分析和试验研究,并对进气控制挡板参数进行了优化。研究结果表明：在低负荷工况下,以螺旋气道进气为主,直流气道进气为辅,可以获得较强的进气涡流,达到改善低负荷性能的目的。     

进气系统阻力对柴油机性能影响的试验研究

通过发动机台架试验,研究进气系统阻力对柴油机性能的影响。得到D9-220柴油机进气系统和空滤器的最大阻力限值,为进气管路的设计和空滤器的选择提供了依据。     

增压柴油机进排气过程的模拟计算研究

基于GT-POWER软件建立了包括增压柴油机进气系统、排气系统和排气消声器的工作过程模拟计算模型,通过模拟计算研究了发动机的外特性指标、最高燃烧压力、进排气系统压力波动、消声器端口压力等参数的变化,试验验证表明:所建立模型能够正确预测发动机进排气系统中的压力波。     

柴油机燃用柴油/水煤浆混合燃料性能与排放研究

对柴油机燃用柴油/水煤浆混合燃料进行了试验研究,结果表明:与柴油相比,使用混合燃料后柴油机多数工况的有效热效率下降;燃料消耗率有所增加,但折算成当量柴油消耗率基本降低;NO_x排放明显下降,最低为原机的20%;CO和HC排放有所上升,但仍能满足排放标准。     

4BTAA柴油机螺旋进气道三维数值模拟

以未简化的实际发动机产品气道为研究对象，使用三维流动力学软件完成了气道稳流试验台中气道，气缸流动的三维数值模拟计算，模拟计算的流场显示出了在气道试验台条件下空气流动过程的详细状况，气道性能评价参数(流量系数和气流扭矩)的流动计算结果与气道试验结果吻合较好，研制出的气道已用于达欧Ⅱ排放标准的4BTAA从柴油机中，数值模拟精度表明，气道CFD计算可以为发动机开发中气道设计提供理论依据。     

不同喷射方法柴油机进气甲醇预混过程的模拟

采用欧拉气相方程和拉格朗日液滴方程,考虑液滴破裂、蒸发、碰撞、聚合以及液滴的附壁、液膜剥离壁面和气门关闭挤出液膜等现象,建立了柴油机螺旋进气道-气门-气缸的进气喷射甲醇仿真模型.对柴油机进气喷射甲醇的醇气混合进行数值模拟,用于指导双燃料发动机的改造.双燃料发动机的台架试验表明,模型计算的缸内压力与试验值吻合较好.甲醇喷射时刻直接影响本次循环进入气缸的甲醇量,闭阀喷射有利于甲醇在进气过程的雾化混合.在选择甲醇喷射方向时,要以减小甲醇在低温壁面的附壁为原则.甲醇蒸气在气缸里的轴向质量分数分层比径向质量分数分层明显.     

高原环境下进排气节流对柴油机性能的影响

为了研究高原环境下进排气节流对柴油机性能的影响,基于高原环境,对一台废气涡轮增压柴油机进行了台架试验,分别研究了进气节流和排气节流对柴油机进气量、燃烧、排气温度、排放、油耗的影响。结果表明：采用进气节流、排气节流均会使柴油机进气量降低,缸内最高压力降低,最大燃烧放热率增大,缸内燃烧温度上升,排气温度升高,排放增加,油耗上升。但随着转速的增加,进气节流与排气节流的影响趋势却有所差异。在柴油机转矩为50 N·m,转速为1 400 r/min、1 800 r/min、2 200 r/min的3个工况下,进气压力降低25 k Pa时,排气温度分别提升75℃、60℃、52℃,NOx排放分别增加160×10^-6、140×10^-6、114×10^-6,烟度分别增加0.079 FSN、0.062 FSN、0.052 FSN,比油耗分别增加4.4 g/（k W·h）、5.5 g/（k W·h）、7.4 g/（k W·h）;而排气背压升高25 k Pa,排气温度分别提升35℃、50℃、62℃,NOx排放分别增加67×10^-6     

进气加湿与富氧对船用柴油机NOx-Soot排放的影响

通过一台满足TierⅡ排放标准的四冲程增压中冷船用柴油机,模拟研究了富氧燃烧结合进气加湿改善NOx-soot折衷关系的潜力,并探讨了实现TierⅢ排放标准的技术路线.本研究使用AVLFire软件建立仿真模型.结果表明:单独使用富氧燃烧时,缸内温度较高,燃烧持续期较短,soot排放减少,NOx排放恶化,而单独使用进气加湿时呈相反的趋势.当发动机运行在转速为1350 r/min、75%负荷工况下,进气氧体积分数为21%~23%、加湿率为0~100%时,可实现NOx-soot排放同时降低且低于原机.氧体积分数为21%和加湿率为100%匹配,可以实现TierⅢ排放法规.两种措施的优化组合可以获得NOx-soot排放的最佳优化区域.