低压空气辅助缸内直喷汽油机工作过程仿真

对1.2L低压空气辅助缸内直喷汽油机进行了工作过程仿真研究.分析了进气道及缸内的工质流动,比较了不同喷油时刻燃烧室改进前后在压缩上止点前20°CA时的缸内混合气浓度分布状况,探讨了点火时刻对发动机燃烧过程的影响.结果表明:压缩上止点前20°CA时缸内混合气浓度分布的整体均匀度要好于原机,且当喷油时刻为420°CA和440°CA时均能在两个火花塞间隙处形成适合稳定点火的混合气浓度;随着点火时刻的提前,燃烧逐渐提前,缸内最大爆发压力及最大压力升高率增大;此外,随着点火时刻的推迟,火焰发展期逐渐缩短,而快速燃烧期则呈现出先缩短后增长的趋势.     

农用柴油—二甲醚发动机喷雾、燃烧与排放性能数值研究

为研究二甲醚作为替代燃料的可行性,本文利用CFD软件对农用柴油机和二甲醚发动机在标定点的缸内燃料喷射雾化、燃烧过程与NOx排放进行了数值模拟研究.结果表明,计算所得的缸内平均压力和放热率曲线与试验值吻合良好.研究发现,柴油的喷雾贯穿距接近于二甲醚的2倍,而二甲醚的喷雾蒸发延迟角比柴油约小2°CA,且二甲醚的蒸发持续期比柴油约短10°CA.同时还发现,与柴油相比,二甲醚燃烧温度分布较均匀,且最高温度比柴油要低,决定了二甲醚发动机燃烧产生的NOx排放比柴油机降低了50%.     

喷油参数对甲醇/柴油双燃料发动机燃烧和排放的影响

为研究不同喷油定时和喷油压力对甲醇/柴油双燃料发动机缸内燃烧过程、NOX和Soot排放的影响。利用AVL FIRE软件对甲醇/柴油双燃料发动机缸内燃烧和排放进行数值模拟。结果表明,喷油定时提前,甲醇/柴油滞燃期延长,缸内最大爆发压力和放热率峰值显著升高,缸内最高温度上升,NOX排放增加,Soot排放降低。喷油压力增大,甲醇/柴油滞燃期缩短,缸内最大爆发压力和放热率峰值显著升高,缸内最高温度上升,NOX排放增加,Soot排放降低。     

乙醇与柴油混合燃料燃烧特性的试验研究

研究了柴油机燃用乙醇和柴油混合燃料的燃烧特性.试验结果表明:乙醇混合比例小于20％时,各种不同比例的混合燃料的缸内温度曲线、缸内压力曲线变化趋势相同;随着混合燃料中乙醇比例的增加,缸内最高燃烧压力增大,最高燃烧温度增大,最大压力升高率增加,放热率峰值增大且放热率曲线及峰值点依次滞后,滞燃期延长,燃烧持续期缩短.     

柴油机燃用不同替代燃料的燃烧与排放特性分析

在一台增压发动机上分别进行了燃用生物柴油和二甲醚的燃烧和排放试验研究。研究结果表明:增压发动机在高负荷下燃用生物柴油和二甲醚时,预混合燃烧不明显,出现扩散燃烧单峰的燃烧规律,生物柴油燃烧的单峰规律更明显。与生物柴油相比,二甲醚的缸内压力峰值、压力升高率幅值和放热率峰值均降低;NOx排放大幅下降,HC排放和CO排放升高,碳烟排放和燃油消耗率降低。     

甲醇-柴油混合燃料的燃烧特性研究

通过试验研究,分析了小比例甲醇-柴油混合燃料对直喷式柴油机燃烧特性的影响。结果表明:在相同的平均有效压力和转速下,相比于纯柴油,甲醇-柴油混合燃料滞燃期延长,燃烧持续期缩短,缸内最大爆发压力、最大压力升高率及最高平均燃烧温度上升;甲醇-柴油混合燃料与纯柴油放热规律相似,最大瞬时放热率比纯柴油大,且峰值所对应的时刻滞后;混合燃料预混燃烧部分比柴油略大,燃烧放热重心向上止点后偏移。     

供油提前角对M15甲醇柴油燃烧和排放特性影响的分析

在不同供油提前角下进行柴油机燃用M15甲醇柴油混合溶液台架试验,对燃烧和排放特性进行分析.结果表明:随着供油的提前,M15甲醇柴油混合溶液燃烧时产生的缸内最高压力和最大放热率增加,所对应的曲轴转角前移;CO,HC及碳烟排放得到改善,但NOx排放大幅度上升.     

柴油机燃用F-T柴油/生物柴油混合燃料的燃烧及排放特性

为探究生物柴油对柴油机燃用F-T柴油燃烧过程和排放性能的影响,配制F-T柴油/生物柴油混合燃料(B10F-T、B20F-T、B30F-T),在柴油机上进行试验。结果表明：随着生物柴油掺混比增大,缸内最大爆发压力逐渐增加。与F-T柴油相比,生物柴油掺混比分别为10%、20%、30%时,缸内最大爆发压力分别增加1.9%、5.1%、6.9%,对应的时刻轻微滞后,且放热始点后移,放热率峰值增大。生物柴油掺混比由0增加到30%,燃烧过程滞燃期延长1 ℃A,燃烧始点后移,燃烧持续期略微升高,由35.4 ℃A增加到36.1 ℃A,燃烧重心由4.8 ℃A后移到5.9 ℃A,缸内最大燃烧温度由1 872 K升高到1 951 K。在中高负荷时,碳烟排放随生物柴油掺混比增大而明显降低。在F-T柴油中掺混生物柴油可以有效地降低HC和CO排放,HC和CO排放随生物柴油掺混比增大几乎呈线性下降趋势。随着负荷继续增加,混合燃料的HC和CO排放均逐渐下降,在75%负荷时,与燃用F-T柴油相比,生物柴油掺混比分别为10%、20%、30%时,CO排放分别降低2.9%、7.8%、12.1%。在不同负荷工况下,随着生物柴油掺混比例的增加,NOX排放均呈上升的趋势,且在高负荷工况下NOX排放上升更加明显。     

供油提前角对甲醇发动机性能及排放的影响

利用在缸内加装电热塞的ZS1115单缸柴油,实现纯甲醇(M100)燃料的扩散燃烧,利用柴油机热效率高的优点,提高甲醇燃料的能量转换效率。通过改变供油提前角,研究不同供油提前角对甲醇发动机性能及排放的影响,并与原单缸柴油机燃用0#柴油进行对比。试验结果表明:供油提前角对甲醇发动机动力性、经济性及排放均有影响。与原机燃用0#柴油相比,燃油消耗率上升,使用成本降低;HC排放量升高,CO和NOX排放量降低。供油提前角提前4°CA时CO排放最少,最低平均减少23.89%;供油提前角退后2°CA时NOX排放最少,最低平均减少94.74%。     

乙醇喷射定时对乙醇柴油双燃料发动机性能的影响

在具有双喷射系统的压燃式发动机中,用一个喷射系统喷射乙醇作为主燃料,另一个喷射柴油作为点火燃料,进行了不同乙醇喷射定时的性能试验和燃烧分析。结果表明,在上止点前21°CA喷射点火柴油时,乙醇可以先于柴油喷射,在上止点前25°CA喷射乙醇燃料时发动机的经济性能最佳,接近原柴油机水平,在上止点前29°CA左右喷射乙醇燃料时发动机具有较好的动力性;缸内的统计最大压力在小负荷时随着乙醇喷射定时提前而降低,在大负荷时随着乙醇喷射定时提前而提高;双燃料发动机的最大压力标准方差随着乙醇喷射定时提前而增大,并且工作循环的稳定性逐渐变差;当乙醇喷射定时在上止点前31°CA时双燃料发动机不能较好地稳定工作。     

生物柴油放热规律预测模型与试验分析

用燃烧生物柴油的直喷式柴油机示功图数据,计算了生物柴油的放热规律,并应用双韦伯函数对标定转速和最大转矩转速的生物柴油放热规律进行了拟合。在此基础上,提出了生物柴油放热规律的双韦伯函数的修正参数,建立了不同配比混合燃料的双韦伯函数修正系数,对其他工况的生物柴油及混合燃料的放热规律进行了预测。预测结果表明:生物柴油比例高的混合燃料的燃烧始点、最大放热率、放热第二峰值有所提前,其中预混合燃烧阶段的燃烧峰值较小,扩散燃烧阶段的放热峰值较大,预混合燃烧期缩短。     

双燃料发动机燃烧噪声特性及影响因素分析

从时域和频域两方面综合评价双燃料发动机的燃烧噪声,分析转速、负荷、供油提前角以及生物质气替代率等因素对燃烧噪声的影响,并与柴油机的相关数据进行比较,结果表明:在21℃A供油提前角时,转速对整个频率范围内气缸压力级的影响较小,在相同转速下随负荷的增加,生物质气替代率下降,燃烧总声压级普遍增大;而当供油提前角增大至24℃A时,两种机型的气缸压力级频谱曲线变化强烈,转速的增大使其在高频范围内呈振荡式发展,负荷的增加使其在低、中频范围内增大.     

低排放柴油机燃烧及放热规律研究

柴油机的燃烧过程对其性能及排放有较大影响,随着排放要求的日益严格,柴油机采用提高喷油压力、推迟喷油来降低NOx排放。根据实测低排放柴油机气缸压力,分析其燃烧过程特性及放热规律。结果表明,推迟喷油,柴油机在大部分工况下,燃烧在上止点后才开始;最大压力升高率、最大燃烧压力较低,其对应相位较迟,放热峰值也较低。     

自然吸气与增压柴油机循环波动的比较

试验以1台自然吸气直喷柴油机及1台相同排量的增压中冷柴油机为研究对象,采用高速数据采集系统测录不同负荷、中冷温度以及供油提前角下的多个循环的缸内压力及油管泵端压力,编程计算放热规律并进行循环波动研究,对两者的燃烧及放热规律循环波动进行比较.试验表明:自然吸气直喷柴油机放热规律循环波动比较大.     

小缸径直喷增压柴油机燃烧及放热规律研究

柴油机的燃烧过程与其动力性、经济性、排放特性、噪声及强度等直接有关,在很大程度上影响柴油机的综合性能。本文根据实测小缸径直喷增压柴油机不同负荷及转速时的气缸压力,分析其燃烧过程特性及放热规律。结果表明,为降低最大燃烧压力及NOx排放,小缸径直喷增压柴油机采用的喷油提前角较小,柴油机在大部分工况下,燃烧始点较迟,最大压力升高率、最大燃烧压力较低,其对应相位较迟,放热规律也较低。     

柴油机缸内工作过程的数值模

利用CFD软件AVL-Fire对YD490ZL型柴油机进气、压缩、燃烧过程进行了多维瞬态数值模拟.通过对柴油机工作过程中不同时刻气体流动、壁面传热、燃油喷雾雾化、颗粒形成等因素的分析,结果认为适当调整燃烧室中心相对气缸中心在X方向的距离,可以使燃烧更加充分、提高柴油机的燃油经济性;燃烧室换热系数不仅随空间位置变化,而且还随时间变化而各不相同,通过这种多维瞬态计算能够提供不同时刻、不同位置的换热系数及温度分布,为固体有限元计算分体提供最有利的边界条件;进气过程能形成非常明显的进气涡流;在活塞接近上止点时,虽然受到挤流的影响,但是燃烧室内的气体流动依然存在环形运动.     

基于缸盖振动加速度的柴油机燃烧始点识别

利用振动加速度信号对柴油机燃烧始点进行了识别。通过模拟计算的方法分析了缸盖表面振动加速度特征点和燃烧始点的关系,表明缸盖表面振动加速度和缸内压力二次导数具有相似的变化趋势,可利用压缩冲程中振动加速度峰值之前的过零点估计燃烧始点出现时刻。在195型柴油机上进行的台架实验结果表明,以缸内压力信号识别的燃烧始点为参考点,振动加速度识别的燃烧始点偏差在1.5°CA之内,基于缸盖振动加速度识别柴油机燃烧始点是可行的。     

直喷式柴油机燃用不同燃料的放热规律研究

本文使用MATLAB软件,开发了一种适合于直喷式柴油机的通用型放热规律计算程序。利用该程序计算了直喷式柴油机燃用柴油、生物柴油等的放热规律。在YZ4102ZLQ柴油机上实测了燃用柴油和生物柴油的示功图,对比分析了两种燃料的燃烧放热特性。