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。     

燃油撞击对柴油机混合气形成及其燃烧过程影响的研究

介绍了具有油束撞击效应的轴针式喷油器在不同柴油机燃烧系统中的应用。试验结果表明,当这种喷油器运用于涡流室式柴油机时,可以起到降低发动机燃油消耗与排气烟度的作用;运用到直喷式燃烧系统时,发动机的运转正常,起动方便,但目前还存在燃油消耗率和排气烟度高的不足。此外,还详细介绍了这种轴针式喷油嘴产生的不同形式的碰撞效果对直喷式发动机性能影响的研究结果。     

直喷式柴油机喷雾碰壁混合的三维数值模拟及实验研究

本文介绍了利用气体流动燃油喷雾混合的大型微机化软件包ＣＦＦＳＭ进行的多种形态喷雾碰壁混合过程的三维数值模拟。为了验证理论工作的精度,进行了必要的实验研究。     

燃油碰撞形成混合气在直喷式柴油机上的应用

介绍一种新型直喷式柴油机燃烧系统。在普通轴针式喷油嘴头部加装一挡块,燃油束经其撞击后,部分燃油向垂直于轴针方向四周扩展,增大燃油与空气的接触面积,加快燃油与空气的混合速率,实现了在较低涡流比条件下用单孔轴针式喷油嘴进行直喷式燃烧。实验在一台卧式单缸柴油机上进行。结果表明,该燃烧系统可行,对燃油品质要求不高、工作可靠、起动性好。     

燃油的喷射雾化燃烧对柴油机缸内空气流动影响的研究

将柴油机缸内气体与全体燃烧室部件(气缸盖-气缸套-活塞组)作为一个耦合体,在对耦合体进行传热数值模拟的基础上得到缸内流动计算的壁面边界条件。利用大型通用CFD软件STAR-CD及ES-ICE,在进气压缩过程流动三维瞬态数值模拟基础上,对6110柴油机喷雾燃烧过程缸内三维非稳态流动进行数值模拟研究,着重分析燃油喷射、雾化、燃烧对缸内流动的影响。研究结果表明喷雾燃烧过程中燃油的喷射流动直接影响到缸内流场的总流型,在一定空间内完全打破缸内大的旋流流场。     

利用气体模拟技术研究直喷式柴油机的燃油喷雾特性

本文利用气体模拟技术研究了直喷式柴油机的燃油喷雾特性。研究结果表明,瞬态燃油喷雾的前端存在一个强烈的紊流混合前锋区,其后是浓度分布处于平衡状态的雾锥。雾锥轴线上的浓度随贯穿距离的增加而线性衰减;雾锥的径向浓度分布与剖面至喷孔的距离有关,对于充分发展的雾锥,径向浓度不同于稳定自由射流的浓度分布,而服从指数型分布规律。当喷雾与壁面撞击时,可观察到紊流混合过程出现一个从强化到减弱的有利于混合的过渡过程,但过量壁喷会在壁面上出现浓混合气层的堆积,恶化混合。     

涡流运动降低柴油机混合气浓度及碳烟排放的数值分析

为了揭示涡流运动对柴油机混合气形成及碳烟排放的影响规律，采用经过实验验证的喷雾及湍流模型，用CFD数值分析软件对某车用柴油机燃烧室内不同涡流条件下柴油喷雾的混合气浓度、速度矢量场、燃油液滴空间分布及油束特性进行了模拟计算．模拟结果表明，当涡流比从0到5．0依次增大时，过喷孔轴线的铅垂面内喷雾浓度场局部浓区燃空当量比逐渐降低，而过喷孔轴线且与铅垂面垂直的平面内喷雾浓度场局部浓区的燃空当量比则先降后升，而不是逐渐下降．只有合理选择剖切平面，即选择过喷孔轴线且与铅垂面垂直的平面，才能正确评价涡流运动对燃烧室内混合气浓度分布及碳烟形成区域分布的影响规律．组织燃烧室内气流运动，须兼顾与气缸轴线垂直的水平面内的涡流运动和过气缸轴线的铅垂面内的湍流或滚流运动．涡流比太大，铅垂面内的湍流或滚流太弱，会削弱喷雾射流对燃烧室底部空气的卷吸，降低燃烧室底部的空气利用率．随涡流比增大，射流顺涡流方向的弯曲度增大，不同喷孔的油束会发生相互干涉，在靠近气缸中心的区域内形成局部浓混合气，不利于降低碳烟排放．对具体的燃烧室结构和喷油系统，合理匹配涡流运动十分必要．     

高压共轨直喷式柴油机混合气浓度场对快速NO生成影响的研究

利用商用CFD软件FIRE,建立轻型车用高压共轨直喷式柴油机燃烧系统的仿真计算模型。在通过试验验证仿真模型和计算方法的基础上,仿真计算分析了燃烧室内混合气浓度场的动态分布特性对快速NO和碳烟生成规律的影响。研究结果表明:直喷式柴油机燃烧过程中快速NO的生成与混合气浓度场的分布特性密切相关,在混合气较稀薄区NO的生成速率对温度的依赖性较强;而在混合气较浓区NO的生成速率对该区温度的依赖性较小,只与浓度场分布特性有关,说明在温度低于1 800K的较浓混合气区域也会生成快速NO。通过虚拟采样计算结果绘制出快速NO生成的Φ-T图,有利于完善直喷式发动机NO的生成机理。     

喷雾撞壁油膜流动的研究

对燃油喷雾撞壁形成的油膜运动进行了三维数值模拟计算 ,在应用边界层理论建立的油膜流动模型中将油膜视为极薄湍流边界层 ,考虑了雾滴与壁面油膜的相互作用、油膜蒸发、卷吸、与气体间的传热传质等物理过程 ,通过对已有试验数据的比较 ,分析了平均油膜厚度、速度、喷雾粘附比、卷吸量等变化及其影响因素 ,预测结果与试验结果相符 ,计算结果表明喷射撞壁后液滴的质量、动量和能量分布是决定油膜动力学特性的主要因素     

应用CFD优化设计柴油机配气正时

应用时空守恒元与解元方法，模拟计算，分析配气正时对充气效率及泵气功损失的影响，优化设计柴油机的配气正时。     

甲缩醛燃料添加剂对柴油机性能的影响

分析了纯甲缩醛、甲缩醛与柴油混合燃料的理化特性,针对甲缩醛易挥发的特点,探讨了其作为柴油的添加剂供油系统所需采取的措施。在DF2135型柴油机上,未对燃料系统做任何改动,进行了甲缩醛的掺烧试验,考察了混合燃料中甲缩醛的浓度以及供油提前角对发动机排放和热效率的影响。试验结果表明：在柴油中添加5％到10％的甲缩醛可使发动机的碳烟排放明显下降,并使热效率有所提高。     

二甲醚均质压燃、柴油补燃混合燃烧模式的试验研究

在一台4102直喷柴油机上研究了二甲醚（DME）均质压燃，柴油补燃混合燃烧模式对发动机性能、排放、油耗和燃烧特性的影响。试验结果表明，采用混合燃烧模式能有效降低发动机的碳烟排放及低负荷区域的NOx排放，但在整个工作区域内发动机的当量燃油耗偏高。此外，通过燃烧分析发现，大部分负荷下采用混合燃烧模式的发动机气缸最高燃烧压力比采用纯柴油的高，但最大压力升高率和压力升高加速度却比较低，因此发动机运行比较柔和。     

喷雾特性对改善柴油机性能的试验研究

本文概括地介绍了为改善CR2柴油机的性能,应用激光全息技术对柴油机的喷雾特性(雾场中不同直径范围油滴的频谱分布、空间分布、时间分布、喷注的贯穿度及锥角)进行了初步试验研究。试验采用了不同喷孔长径比与不同压力室参数的长型多孔式喷油嘴,经与柴油机匹配,获得了比较满意的整机性能指标;为合理选择与进气系统、燃烧室的几何形状达到良好匹配的喷油嘴结构参数及喷孔布置提供了依据。     

柴油机燃油喷射系统模拟计算的发展与分析

在详尽阐述几十年来柴油机燃油喷射系统模拟计算发展的基础上，给出了进行数值模拟计算的基本数学模型，并通过对该模型框架下的各种假设和求解方法的分析，提出燃油喷射系统模拟计算进一步的发展方向。     

柴油机实现高EGR率方法的计算分析

废气再循环是简单有效地减少NOx排放的方法。本文讨论了在柴油机中实现EGR的方法，并以一台4缸柴油机为例计算了不同工况条件下高、低压EGR系统的柴油机性能参数变化情况。结果表明：低压EGR系统在NOx排放上优于高压EGR系统；在高压EGR系统中，背压阀的位置对柴油机性能有一定影响；带有稳压箱的低压EGR系统在相同EGR率下油耗增加和功率损失最小。     

YC6108ZQ车用柴油机燃油系统适应性研究

在YC6108ZQ车用柴油机产品试制和配套试肜中，对发动机燃油系统中存在的问题进行了分析研究，通过改进燃油泵的供油性能和改进调速器特性，配合选用相适用的增压器，使发动机的使用性能有较大改善，得到较满意的研究结果。     

柴油机故障仿真计算与分析

作者建立了较通用的柴油机故障的仿真模型，开发了柴油机故障仿真软件，并针对柴油机典型故障在不同程度下进行仿真计算及分析，揭示了柴油机故障与热工参数之间的内在联系，为故障诊断提供了参考依据。     

清洁燃料F-T柴油在柴油机中应用的研究

煤和含碳资源通过F—T合成可以获得十六烷值高、硫和芳香烃含量极低的F—T柴油。综述了F—T柴油的特性及其对排放的影响,并就F—T柴油和常规柴油在柴油机中的燃烧和排放特性进行了比较。与常规柴油相比：F-T柴油的滞燃期缩短了约14％～30％,预混燃烧放热峰值较低,最高燃烧压力略低,法规排放和非法规有毒排放都得到了大幅度降低,其中NOx和PM分别平均降低了13％和26％。因此,F-T柴油是一种优秀的清洁代用燃料。最后指出了F—T柴油在发动机中应用时在润滑性能、低温性能和与浸油弹性体兼容性等方面存在的问题,并探讨了解决途径。