燃料油膜蒸发特性与混合气形成边界条件的研究

采用热重分析法对几种典型燃料油膜的蒸发特性进行研究,结果表明：燃料物性和油膜厚度对其蒸发特性影响很大;壁面油膜厚度与壁面温度是控制油膜蒸发形成均质混合气的关键;以油膜蒸发方式制备柴油均质混合气时,对应（200～600）μm的油膜厚度,如蒸发率要达到30%～50%,壁面温度应为（150～180）℃,而汽油只需（40～60）℃;若蒸发率达到95%,则柴油所需壁面温度为（200～250）℃,汽油所需为（50～100）℃;从燃料改性设计制备均质混合气的角度出发,需提高柴油100℃以下的蒸发特性.     

不同气道倾角的直喷式汽油机进气道气流特性的试验研究

基于传统PFI汽油机进气道设计了2种倾角的GDI汽油机进气道,分别进行了2种不同倾角的GDI汽油机进气道的双气门开启、单气门开启2种方式下的气道稳流试验,研究了不同气道倾角的进气道气流特性,以及产生涡流和滚流的能力。试验结果表明:在不同的气门升程下,气道倾角α=39°的进气道比气道倾角α=34°的进气道流量系数大;就滚流比和涡流比而言,当气门升程较大时,单气门开启时比双气门开启时有所增大;当气门升程大于3mm时,α=39°的进气道比α=34°进气道的滚流比和涡流比均有所增大。此外,与普通PFI汽油机进气道相比,2种倾角的GDI汽油机进气道流通性能更佳。     

油束热碰壁制备柴油预混合气的HCCI研究

在缸盖与进气管之间设置了紧凑的油束热碰壁系统,热壁面可在4 min左右(供电功率为600 W,无空气流动)被加热至250 ℃,并顺利起动发动机.该方法将得到准均质预混合气,若其中散布的油滴未能在着火前充分蒸发,将发生油滴扩散燃烧现象,生成NOx和颗粒物排放.但试验发现,NOx排放基本都低于10×10-6,限制均质压燃(HCCI)燃烧运行范围的主要因素是PM排放.若不采取其它措施,热壁面温度为370 ℃时,在发动机转速为700～1 000 r/min,过量空气系数为4～5时,排气不透光度低于5%.引入冷却废气再循环可将系统HCCI燃烧的大负荷边界拓宽至过量空气系数为2.6(900 r/min).采用进气加热能使HCCI燃烧的小负荷边界达到过量空气系数为6.1(700 r/min).     

基于同步辐射高能X射线的喷油器喷嘴内部几何结构及尺寸的测量

由于目前很难精确地对柴油喷油器喷嘴内部结构和尺寸进行直接测量,利用上海光源高能高通量同步辐射X射线,对喷油器进行X线层析扫描,获得了高精度的喷油器内部三维结构模型,并基于该模型实现了柴油机喷油器的喷孔孔径、喷孔间夹角、喷孔锥角以及喷孔上下倒角半径的测量。测量结果表明,用本文方法能够实现喷油器内部结构及尺寸的测量,且测量得到的各种尺寸参数具有较高的精度。     

插电式串联混合动力汽车的经济性与排放性

基于不同的循环工况（市区测试循环,新欧洲测试循环,特大市区测试循环,中国典型城市乘用车快速道路循环与普通道路循环）,利用CRUISE软件进行仿真计算,比较了插电式串联混合动力汽车与原型车的经济性和排放性,考查了串联PHEV的节油效果和减排效果。计算结果表明,在不同循环工况下,串联PHEV最低的百公里油耗仅为2.1L,比...     

利用蔗糖改性氮化硼提高环氧树脂复合材料的导热性能

环氧树脂具有质量较轻、防腐性能和绝缘性能优良等一系列优势,因而被广泛应用于电气装备、高电压绝缘系统和航空航天等诸多领域。但环氧树脂的本征热导率较低,约为0.11～0.19 W/(m·K),如此低的热导率不利于系统及时有效地散热。氮化硼纳米片(BNNS)由于其优良的导热性能和绝缘性能,在高电压绝缘系统中具有广阔的应用前景。然而,BNNS制备流程复杂以及在液体中分散性差是目前限制其广泛应用的主要原因。采用一种简单而有效的蔗糖辅助机械化学剥离(SAMCE)方法来同时实现BNNS的剥离和改性,将蔗糖剥离改性得到的六方氮化硼(h-BN)加入环氧树脂中,添加改性h-BN的质量分数为15%时,复合材料的热导率可以达到0.51 W/(m·K),此时复合材料的热导率是纯环氧树脂材料的3.2倍,导热性能明显提升。为解释改性h-BN提升环氧树脂复合材料导热性能的机理,根据有效介质近似(EMA)理论模型反推计算得到改性前后h-BN/环氧树脂复合材料中填料颗粒与基质之间的界面热阻值,计算得到h-BN/环氧树脂复合材料的界面热阻为2.44×10^-6m²·K/W,改性h-...     

基于超声雾化的碳氢燃料多液滴流制备系统

基于超声雾化和载气输运技术,设计了速度、全局当量比可独立控制的碳氢燃料多液滴流制备系统。所生成的多液滴流能够更加真实地模拟内燃机喷雾外围液滴群的流动与混合状态。采用高亮度LED光源,并从90°角度拍摄多液滴流散射光,获得了不同空气流量(10、20、30、40L/min)和正庚烷供给速度(150、200、250、300mL/h)下的多液滴流高速摄影图片。发现多液滴流离开喷嘴管出口后可保持一段时间的单向稳定流动。空气卷吸和液滴挥发的共同作用导致稳定段长度随出口速度升高而先增大后减小。当喷嘴管出口液滴流速度低于5.2m/s时,在稳定段之后将出现明显的空气卷吸漩涡,而且出口速度越低,漩涡越多且形状更加规则。离喷嘴管出口较远时,液滴扩散范围增大和燃料挥发可能导致采用散射光法已逐渐无法观测到多液滴流。     

静电喷雾液滴破碎的理论边界条件研究

静电喷雾技术是通过将燃油荷电来改善燃油雾化质量的喷雾技术。该技术有望在较低压力下获得与高压喷射相当甚至更优的雾化质量,从而降低内燃机燃油喷射系统的成本,或与高压喷射相结合从而获得更好的雾化质量。对静电喷雾液滴的二次雾化破裂机理进行了建模分析,以韦伯数We为依据对影响液滴破裂雾化的几种因素作了计算分析,得到了荷电液滴雾化破裂的理论边界条件,即临界荷质比与液滴粒径的关系,以及相关影响因素与临界荷质比的量化关系。     

甲烷-空气燃烧过程中NOx生成机理和影响因素分析

使用Kintecus化学计算软件数值模拟甲烷一空气预混燃烧,得到反应过程图像．对燃烧模型中38个反应路径进行了敏感性分析,试图找出简化模型的量化方法,并分析它们对NOx污染物生成的影响．研究发现敏感性分析图像能够更细致、更形象地描述不同反应对于燃烧过程和NOx生成影响的本质,补充了化学反应机理．     

喷油策略对离子电流信号与HCCI燃烧相位相关性的影响

在一台进气辅助加热的缸内直喷HCCI汽油机上,研究了喷油策略对HCCI燃烧离子电流信号与HCCI燃烧相位之间相关性的影响.结果表明:喷油时刻推迟时,缸压和离子电流峰值均减小,燃烧和离子电流特征值相位亦推后;喷油量增加时,缸压和离子电流峰值增大,燃烧和离子电流特征值相位提前;最大燃烧放热率时的曲轴转角dQmax与离子电流差分最小值相位dImin的相关性最高,50%累积放热量对应的曲轴转角CA50与离子电流信号最小值相位Imin次之,10%累积放热量对应的曲轴转角CA10与离子电流起始点相位Ist最低,即使在爆震燃烧发生时,dQmax与dImin依然具有较高的相关性;喷油时刻对离子电流与燃烧相位的相关性影响不大;与二次喷油量相比,首次喷油量的调整对离子电流与燃烧相位的相关性影响更加明显;可通过调整首次喷油量进行基于离子电流的HCCI燃烧相位的闭环控制.