建立汽油机燃烧模型的新方法——分形几何

本文介绍了分形几何应用于汽油机燃烧模型的发展概况。国内外研究表明：汽油机燃烧火焰具有分形特性,因此用分形来描述火焰是恰当的。汽油机燃烧火焰的分形尺度大约在０．１３ ｍ ｍ 到几个ｍ ｍ 之间。利用分形建立的汽油机准维燃烧模型对发动机性能进行模拟可以很好地反映燃烧过程。     

透过燃烧图像对汽油机湍流火焰分形特性的试验研究和模拟(英文)

汽油机湍流预混燃烧的火焰结构具有分形几何的自相似性.利用基于分形理论的燃烧模型对发动机的燃烧过程进行了模拟计算,并将计算结果与试验数据进行了对比.试验采用自行设计的以光学发动机和高速摄像机为核心的系统,通过对拍摄到的湍流火焰照片经过图像处理来获取火焰的分形维数、火焰面积、湍流火焰速度等特性参数.研究结果表明:试验结果和模型计算值吻合得较好,分形燃烧模型是一种有效的模拟发动机工作过程的手段,具有良好的预测精度.     

汽油机双焰区准维燃烧分析模型

本文针对具有双火焰区燃烧方式的汽油机射流燃烧过程提出了准维分析模型.本模型不仅可以计算出燃烧放热率,燃气平均温度,NO生成规律,还可提供各火焰区的紊流燃烧速度、紊流传播速度和火焰速比等重要参数.计算结果表明,运用本模型可成功地对双焰区汽油机射流燃烧过程进行多方面的综合研究.     

分形在汽油机准维燃烧模型中的应用研究

针对汽油机的准维湍流燃烧模型进行了发展研究,将分形表示的湍流燃烧速度并入燃烧模型.研究表明：分形是一种模拟燃烧过程的有效手段,通过对分形中低端转捩尺度的选取分析,得出Gibson尺度比Kolmogorov尺度更适合作为低端转捩尺度.     

摩托车汽油机的爆燃预测研究

结合燃烧模型，湍流火焰传播模型以及化学动力学模型，建立了摩托车四冲程汽油机双区准维燃烧模型。运用该模型模拟燃烧过程，并进行爆燃预测。用此模型CUB100摩托车汽油机进行了计算，预测了CUB100提高压缩比后爆燃的发生。     

汽油机燃烧过程模拟计算及爆震预测

将计算焰前反应的化学反应动力学模型与燃烧模型及湍流火焰传播模型相结合,建立了含有碳氢燃料焰前反应的简易化学动力学模型的汽油机双区燃烧模型。用该模型能较好地模拟汽油机燃烧过程,并能实现爆震预测,研究影响爆震发生的诸多因素。采用此模型对４９２ Ｑ Ａ 汽油机进行模拟计算的结果与试验结果能较好地吻合,证明了该模型的可行性。     

汽油机工作过程的数值模拟

本文根据Benson等人提出的汽油机燃烧模型,考虑了燃烧室挤气面积对火焰传播速度的影响,对汽油机工作过程进行了数值模拟,并结合492Q型汽油机找出了紊流火焰传播速度因子与发动型转速的关系。所有计算结果都与实验结果或有关文献的计算结果、结论进行了对比,表明其模拟结果是合理的,所建立的汽油机燃烧模拟过程是可行的。     

汽油机工作过程的数值模拟

本文根据Benson等人提出的汽油机燃烧模型,考虑了燃烧室挤气面积对火焰传播速度的影响,对汽油工作过程进行了数值模拟,并结合EQ6100发动机实测数据找出了紊流火焰传播速度因子与发动机转速的关系。实验表明模拟结果是合理的,建立的汽油机燃烧过程模拟是可行的。     

汽油机富氧燃烧过程火焰传播模型研究

针对汽油机的燃烧特点,研究汽油发动机富氧燃烧技术及燃烧过程中氧元素的作用机理,从燃烧火焰传播速度出发,把进入气缸助燃的空气中氧气的体积分数作为主要因素,建立汽油发动机富氧燃烧火焰湍流传播模型,来反映汽油燃烧的速率和燃烧火焰的传播特征.在Honda G200汽油机上进行了相关试验,结果表明,所提出的富氧火焰传播模型能够较好地模拟汽油发动机的燃烧及动力性能.     

用紊流卷吸燃烧模型计算研究点火时刻紊流参数对燃烧循环的影响

利用准维紊流卷吸燃烧模型计算研究了点火时刻气缸内紊流参数的变化对汽油机燃烧循环变动的影响。结果表明，点火时刻紊流强度u′及紊流长度积分标尺L的变动对汽油机燃烧循环变动均有很大影响，增大u′或L均有利于加快燃烧速度及火焰传播速度，缩短火焰发展期；u′或L的变动加大，燃烧循环变动也随之加大，其中，u′对燃烧循环变动的影响尤其大。     

二冲程汽油机着火时刻的火焰光谱分析

二冲程汽油机排气污染严重，尤其是燃烧混合油、浓混合气时有害物排放量大，着火时刻火焰光谱分析表明，ＣＨ９４３１．５ｍｍ）及Ｃ２（５１６．５ｍｍ）自由基光强峰值比较强，尤其是ＣＮ（３８７ｎｍ）自由基光强峰值比较突出。根据Ｆｅｎｉｍｏｒｅ机理可以解释排气中ＮＯＸ的生成机理。     

湍流预混燃烧火焰结构的分形维数特征研究

发动机湍流预混燃烧的火焰结构具有自相似性,将分形技术这一新的非线性方法技术引入对湍流预混火焰结构的研究中,基于自行设计的以光学发动机和高速摄像机为核心的试验系统,得到了湍流预混燃烧的火焰结构图像.利用修正数盒法的分形图像处理方法,得到了描述湍流预混燃烧火焰的分形维数特征.在此基础上,对于发动机转速、空燃比、点火提前角和燃料性质等参数对火焰分形维数的影响规律进行了探索性的研究.研究结果表明,湍流预混燃烧火焰的分形维数在燃烧期内先随曲轴转角增加而增加,在达到最大值后,随曲轴转角增加而减小,证明在燃烧中期,火焰锋面具有最大的扭曲度;发动机转速的增加、点火角的提前、混合气的加浓均会使燃烧火焰的分形维数均有不同程度的增加.因此表明上述因素会使燃烧进行得更为剧烈,火焰结构的扭曲程度加强,火焰传播速度加剧.     

用光纤燃烧传感器测量汽油机的燃烧时间参数的研究

本文介绍了一个光纤燃烧传感器及ＯＭＡ４光多通道分析仪组成的测量系统，用以测量汽油机燃烧火焰光谱。光谱分析结果再次证实了燃烧火焰中ＣＨ（４３１．５ｎｍ），Ｃ２（５１６．５ｎｍ），Ｈ２Ｏ（５８９ｎｍ）等自由基的特征光谱同Ｃ粒子的热辐射连续光谱叠加在一起，构成了火焰光谱。根据光谱曲线中Ｈ２Ｏ光强峰值变化，可以确定汽油机燃烧过程中重要的时间参数：着火延迟期和燃烧持续期。由于汽油机燃烧循环变动大，与单色仪和ＢＯＸＣＡＲ积分平均器组成的测量系统相比，光纤燃烧传感器＋ＯＭＡ４用光多通道分析仪系统测量汽油机燃烧火焰光谱，测量精度高，工作效率高。     

双色法在内燃机燃烧诊断中的应用

系统介绍了双色法的测量原理,阐述国内外双色法在内燃机燃烧火焰分析方面的具体应用。经过多年研究,双色法已成功应用于柴油机燃烧诊断,利用燃烧火焰中实际存在的碳粒,可测量柴油机火焰的温度分布和碳烟浓度分布。汽油机属于无焰燃烧,燃烧过程只产生少量的碳烟,直接应用双色法具有较大难度,国内外可见文献较少,本文介绍了关于双色法汽油机测温的实例。     

5个待定系数的修正韦伯函数在发动机多火焰区燃烧模型中的应用

提出了含5个待定系数的修正韦伯函数，并应用多元非线性回归技术确定这些系数，模拟了具有双火焰区燃烧模式和稀燃－速燃特性的汽油机射流燃烧系统燃烧室中混合气的燃烧特性，从而成功地借助示功图分离出对分析整个燃烧过程至关重要的各火焰区中的质量燃烧率和火焰速比等参数，构成了实用的附有双火焰区的三区准维燃烧分析模型。应用实例表明，该函数与多区模型相结合，将在火花点火发动机燃烧模拟中具有强大生命力。     

汽油机爆燃和柴油机工作粗暴的比较

汽油机的爆燃和柴油机的工作粗暴同属于燃烧过程中应避免的不正常燃烧现象,它们之间既有相同之处又有不同之处,本文就此进行简明对比。就汽油机而言,电火花点燃均匀混合的可燃混合气,出现火焰之后,火焰前锋面相当均匀地向燃烧室四方传播,压缩和引燃了火焰前锋邻近的未燃混合气。处在最后燃烧位置上的那部分混合气叫做终燃混合气。终     

汽油机射流燃烧系统火焰传播过程的研究

根据汽油机燃烧火焰电离原理,试制成功了一台火焰传播测试仪。由于火焰前锋内离子浓度的变化将引起电位差的相应变化,所以通过装在气缸盖上的传感器,可使仪器显示出火焰到达燃烧室中某一位置的时刻和燃烧的持续时间。如用微机采样,则可同时检测３２ 个点,也可以用示波器显示任一个传感器输入的电位差变化波形。用此仪器对４９２ Ｑ Ｓ汽油机进行了火焰传播过程的测试,从中可看出射流燃烧系统燃烧过程的特点,有利于今后进一步改进此系统并实现一台性能更好的发动机。     

汽油机射流燃烧系统火焰传播过程的研究

根据汽油机燃烧火焰电离原理，试制成功了一台火焰传播测试仪，由于火焰前锋内离子浓度的变化将引起电位差的相应变化，所以通过装在气缸盖上的传感器，可使仪器显示出火焰到达燃烧室中某一位置的时刻和燃烧的持续时间，如用微机采样，则可同时检测３２个点，也可以用示波器显示任一个传感器输入的电位差变化波形。用此仪器对４９２ＱＳ汽油机进行了火焰传播过程的测试，从中可看出射流燃烧系统燃烧过程的特点，有利于今后进一步改进     

煤粉火焰热混合层分形特性研究

采用数字图像采集系统在煤粉燃烧实验锅炉中采集湍流火焰图像,利用形态学图像处理技术提取火焰热混合层的分形特征,研究了一次、二次和三次风量对火焰热混合层分形特征的影响.研究表明,火焰热混合层分形维数与一次、二次和三次风量呈现出规律的相关性,因此有可能根据火焰热混合层分形维数变化来调整一次风量与二次风/三次风量的比值,为燃烧过程的优化与控制提供参考.     

用紊流卷吸燃烧模型计算研究火时刻紊流参数对燃烧循环的影响

利用准维紊流动卷吸燃烧模型计算研究了点火时刻气缸内率流参数的变化对汽油机燃烧循环变动的影响。结果表明，点火时刻率流程度ｕ及紊流长度积分标尺Ｌ的变动对汽油燃烧循环变时均有很大影响，增大ｕ或Ｌ均有利于加快燃烧速度及火焰传播速度，缩短火焰发展期，ｕ或Ｌ的变动加大，燃烧循环变动也随之加大，其中，ｕ对燃烧循环变动的影响尤其大。