一种柴油机高压共轨系统的实时仿真模型

柴油机高压共轨系统是一个兼有离散事件和连续过程的混合系统.针对这一特点,采用模块化设计方法建立了共轨系统实时仿真模型.该模型将喷油器的燃油喷射事件看作轨压的一种扰动,调节轨压控制阀的高压燃油回流量作为对扰动的补偿,因此能客观地反映共轨管内的压力波动特性.仿真分析及油泵台架试验结果表明:该模型具有较高的计算精度和效率,适合ECU硬件在环测试中轨压控制策略的确定和可控燃油喷射参数的初步标定.     

高压共轨柴油机燃烧匹配研究

在柴油机引入高压共轨喷油系统后,进行了柴油机燃烧参数匹配研究.分析了高压共轨系统对喷嘴和燃烧室以及进气涡流要求;结合理想气体压缩公式和升功率计算公式,计算了不同压缩比的柴油机气缸压力和升功率;按照燃烧室结构尺寸设计经验范围,设计了不同结构形式的缩口燃烧室,满足不同压缩比的要求.根据最大循环喷油量和喷射压力的要求,计算5、6孔喷嘴基本参数.按最佳涡流比的原则,计算了喷孔参数所要求的涡流比.采用单部件顺序匹配试验,进行燃烧系统不同方案的匹配试验,通过试验数据分析得到,6孔、缩口大口径浅坑燃烧室、涡流比2.0是该柴油机燃烧系统较合理的参数.     

高压共轨燃油喷射雾化特性试验研究

基于GS-1000型高压共轨试验台和定容容器,利用高速摄影技术对高压共轨燃油喷射的雾化特性进行了研究。通过计算机采集多种工况下的喷雾雾化图像,并利用C#语言编制的图像处理软件对喷雾图像进行了精确处理,测取了喷雾贯穿距、喷雾锥角等喷雾特性参数。试验结果表明：喷雾贯穿距随喷射压力的升高而增大,喷射压力对喷雾锥角的影响不明显。燃油喷雾贯穿距随背压的升高而减小,喷雾锥角随背压的升高而增大。     

高压共轨燃油喷射雾化特性试验研究

基于GS-1000型高压共轨试验台和定容容器,利用高速摄影技术对高压共轨燃油喷射的雾化特性进行了研究。通过计算机采集多种工况下的喷雾雾化图像,并利用C#语言编制的图像处理软件对喷雾图像进行了精确处理,测取了喷雾贯穿距、喷雾锥角等喷雾特性参数。试验结果表明:喷雾贯穿距随喷射压力的升高而增大,喷射压力对喷雾锥角的影响不明显。燃油喷雾贯穿距随背压的升高而减小,喷雾锥角随背压的升高而增大。     

自主高压共轨柴油机基于模型优化方法研究

本文利用MATLAB软件中提供的模型标定(Model-Based Calibration,MBC)工具箱,对某款自主高压共轨柴油机的欧洲稳态循环(ESC)试验进行优化标定;本文详细说明了基于模型标定方法的基本流程,包括试验设计、模型建立、优化标定和试验验证等,同时最终通过发动机台架验证加权比油耗得到了降低.这种模型标定的方法有效地降低了试验成本,同时缩短了标定周期.     

共轨柴油机不同喷孔形式对燃油喷雾及燃烧特性的影响

采用CFD软件,基于欧拉法和拉格朗日离散法分别模拟喷油器内部流动及喷射特性,并将喷射计算结果导入燃烧模型实现联合仿真。仿真计算不同喷孔形式的喷射特性,得到了其内部速度、压力、气相体积分数(空穴)及喷雾场。仿真结果表明:在相同轨压下,小孔径喷孔油滴速度较大、贯穿距长、喷雾锥角小;燃烧湍流动能大,且较多soot打在气缸盖上,影响柴油机的可靠性。     

电控高压共轨柴油机智能仿真模型应用研究

介绍了一种电控高压共轨柴油机智能仿真模型的研发过程,包括智能仿真模型的构建与应用。研究结果表明:该智能仿真模型实现了发动机大部分工况点性能的准确预测;实现了与台架试验耦合的开发过程,是一种可以广泛使用的易操作工具;同时可较为准确地进行发动机电控标定。     

高压共轨TBD620柴油机燃烧室匹配设计

在TBD620柴油机引入高压共轨喷油系统后,进行了柴油机燃烧室参数设计匹配研究。分析了适合高压喷射用的燃烧室结构设计因素,建立不同的贯穿距离、口径比以及径深比的燃烧室模型,用FIRE软件进行分析,实验数据表明,缩口大口径浅坑燃烧室是该柴油机燃烧系统较合理的方案。     

高压共轨柴油机喷雾特性仿真与试验研究

建立喷雾闪光测试台架,利用此台架研究高压共轨喷油器在不同喷射压力和背压下的喷雾宏观特性,并对喷油规律进行测试.利用CFD软件Fire对燃油喷雾过程进行了仿真计算,分析了轨压、喷孔直径,以及背压对喷雾贯穿距、索特平均直径及喷雾直径的影响,并对喷雾贯穿距进行了仿真和试验结果的对比分析,从而验证了模拟计算结果的准确性.     

高压共轨柴油机高海拔部分负荷燃烧特性

利用内燃机高原环境模拟试验台,对经过高海拔标定后的某高压共轨柴油机进行了部分负荷燃烧特性试验,研究了高原环境条件对柴油机部分负荷燃烧特性的影响.结果表明,在不同的部分负荷工况和海拔范围下,柴油机燃烧过程随海拔的变化规律不同.高原条件下对喷油参数优化能够改变燃烧相位,提高循环热效率,改善燃烧.随海拔增加,放热率峰值降低;高速大负荷下最高燃烧压力在优化限制值附近,低负荷下随海拔的升高而下降,每千米下降0.2~0.5,MPa;最高燃烧温度随海拔的升高而增大,每千米升高50~100,K.     

一个柴油喷雾与壁面碰撞的数学模型

提出一个柴油喷雾与壁面碰撞的数学模型，可以计算垂直碰壁和倾斜碰壁时壁面射流的性能，适合于在准维燃烧模型中使用。建立了新的壁面射流贯穿距离计算公式，直观地反映了影响壁面射流传播的主要因素。与试验数据对比证实了这个模型的精度是令人满意的。在参数研究中，预测了喷孔直径、从喷孔至壁面的距离和喷射压力对壁面射流贯穿距离和区域空燃比的影响。     

射流参数对旋流雾化的影响

本文利用线性不稳定性理论,分析了无粘旋转液体射流射入无界气体介质中的破碎机理。通过改变各项射流参数,着重分析了液体旋流数对射流分裂雾化的影响,同时也探讨了与各种射流条件相对应的射流分裂雾化的主导模式。其研究结果可为旋流在工程实际中的应用,特别是在直喷式汽油机中的应用提供了一定的理论依据。     

第三代伞状喷雾的分布特性及多片喷雾系统的应用研究

为解决前两代伞状喷雾在高背压下贯穿距不足的问题,借鉴碰撞喷雾方式,提出了第三代伞状喷雾概念。通过高速摄影对喷雾的分布特性进行了研究,结果表明:喷雾具有贯穿距可设定、扩散度高、空间分布均匀等特点。为避免碰撞后二次油束雾线相互干涉,又提出了一种多片喷雾概念,并在单缸四气门135柴油机上对多片喷雾燃烧系统进行了初步的性能试验,结果显示:系统能够有效地促进缸内均质混合气的形成;在供油提前角为19°CA时,全负荷范围内柴油机的油耗和碳烟排放均较低。     

偏置燃烧室柴油机缸内喷雾性能研究

本文借助三维流体分析软件STAR—CD模拟研究了偏置燃烧室柴油机机中不同喷孔特性（喷孔与燃烧室壁面距离、喷雾锥角等）对缸内流场和喷雾性能的影响。结果表明：燃烧室偏置对各个喷孔的喷雾性能影响显著,具有明显的非对称性;为了使燃油到达燃烧室底部,应适当减小喷孔与燃烧室壁面距离;同时可以适当减小喷雾锥角,提高燃烧室凹坑内的空气利用率。     

喷雾过程液滴碰撞模型研究

对喷雾过程重要环节之一液滴碰撞现象进行了理论研究,在O＇Rourke随机碰撞模型的基础上,建立了一个新液滴碰撞模型.模型全面考虑了液滴碰撞反弹、聚合、反射分离和摩擦分离4种情况,并引入粒子球半径概念,根据粒子运动的动量守恒关系求解粒子液滴数密度.将模型用于KIVA程序计算了定容室内的喷雾过程,结果表明新碰撞模型修正了原KIVA模型计算的喷雾前端液滴由于聚合而导致半径较大的误差,并表现出较好的网格独立性.     

直喷式柴油机近斜壁撞击雾化燃烧系统研究

本文介绍了一种新型直喷式柴油机近斜壁撞击雾化燃烧系统。在一个定容压力室内，采用先进的PIV粒子图像测速技术（Particle Image Velocity）研究了近斜壁撞击雾化的宏观雾化特征，在一台单缸的柴油机上进行了多种方案试验研究。试验表明，该燃烧系统在中低负荷时获得较好性能，通过进一步的改进可获得更佳性能。     

利用混合破碎模型对涡流室内喷雾过程的三维数值模拟

利用已开发的大型流体计算软件包ＥｎｇｉｎｅＣＦＤ－Ⅱ对涡室式柴油机内的喷雾过程进行了三维数值模拟。作借鉴ＷＡＶＥ破碎模型的优点,进一步完善了ＴＡＢ破碎模型,使用混合模型来描述不同阶段的油滴破碎过程。模拟结果与试验数据基本一致。     

二甲醚和柴油喷雾特性的数值模拟分析

在定容室内对二甲醚和柴油的喷雾特性进行了数值模拟，研究了计算网格、破碎模型和环境条件对喷雾特性的影响，比较了二甲醚和柴油的喷雾特性，并与实验值进行了比较。研究结果表明：二甲醚的喷雾贯穿距和索特平均半径(SMR)比柴油小，受蒸发的影响比柴油大。