生物制气-柴油双燃料发动机三维燃烧模拟

以引燃柴油喷雾混合、燃烧化学反应机理、湍流运动、NOx预测模型、初始及边界条件设定和计算网格划分为主要内容,建立了生物制气-柴油双燃料发动机的三维燃烧模型.生物制气由气化炉热解气化各种农林废弃的生物质产生,双燃料发动机由单缸、四冲程、水冷、直喷式柴油机改装,生物制气通入发动机进气管,在进气过程中吸入气缸,由柴油引燃.计算了多个工况双燃料发动机的燃烧过程及NOx排放,并与机刨花热解制气双燃料发动机试验结果进行对比分析.结果表明气缸压力及NOx排放计算结果与试验结果吻合较好.     

生物制气-柴油双燃料发动机燃烧及排放研究

分析了生物制气的主要成份及热值。由柴油机改制的双燃料发动机，用生物制气作为主要燃料，柴油引燃，测量分析其负荷特性、气缸压力及NO—HC、CO和烟度等废气排放。双燃料发动机与柴油机相比，气缸压力和NOx排放量较低，烟度相当，HC、CO排放量和排温较高。供油提前角提前时，双燃料发动机气缸压力变大、NOx排放量增加、HC和CO排放量减少、排温降低。     

生物制气-柴油双燃料发动机燃烧噪声分析

采用气化炉热解气化各种农林废弃的生物质,产生可燃生物制气.作为双燃料发动机的主要燃料.双燃料发动机由单缸、四冲程、水冷、直喷式柴{由机改装,生物制气通入发动机进气管,在进气过程中吸入气缸.测量生物制气一柴油双燃料发动机气缸压力,通过与原柴油机对比,对双燃料发动机的燃烧噪声进行分析.除低速大负荷外双燃料发动机燃烧噪声均低于原柴油机,其噪声随负荷增大而增大,随转速升高而降低,随供油提前角增大而增大.     

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.     

双燃料发动机燃烧经济性和稳定性研究

对天然气和柴油双燃料发动机的复合燃烧规律进行了研究,主要阐述负荷、转速、替代率、柴油供油特性、引燃油量、进气混合气浓度和供油提前角等因素对双燃料的耗热率、燃烧循环变动和爆震燃烧的影响。特别指出天然气、柴油双燃料燃烧经济性和稳定性的主要特点、存在问题及解决的途径。     

双燃料涡流室式发动机的燃烧模拟计算

针对涡流室双燃料发动机的特点，按下述方法来模拟其燃烧过程：副室的燃烧主要由引燃油的燃烧速率控制，其放热率等于引燃油放热率与气体燃料放热率之和；主室的燃烧主要取决于紊流火焰的扩展以及从副室喷来的未燃燃料的燃烧速率。各区之间用质量和能量的平衡方程相互联系。根据所建立的模型编写了计算程序并对计算结果作了验证。文中用该程序对一台样机进行了性能预测，指出了进一步研究的方向。     

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。     

采用示功图分析双燃料发动机爆燃特性

本文通过对纯柴油发动机和双燃料发动机示功图和放热率的对比分析,研究了柴油-天然气发动机的爆震燃烧特性,将双燃料发动机的爆震燃烧分为3种形式,初步探讨了双燃料发动机爆震燃烧的主要影响因素。     

柴油/天然气双燃料发动机工作过程模拟计算

把柴油/天然气双燃料发动机工作过程分成七个阶段:压缩阶段、滞燃期阶段、燃烧阶段、纯排气阶段、进排气阶段、纯进气阶段,建立了每个阶段的数学模型,燃烧过程用三个Wiebe函数来描述。在Matlab下的Simulink环境中建立发动机工作过程的仿真模型进行模拟,将仿真数据与试验数据进行对比,发现该模型的仿真结果与试验数据相吻合。     

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。     

压燃式双燃料柴油机燃烧模型的研究

回顾了压燃式双燃料柴油机燃烧模型的发展历程以及一些主要燃烧模型的特点,并对当前广泛应用的准维燃烧模型进行了重点阐述。     

生物柴油发动机燃烧火焰与放热过程特性研究

为研究生物柴油与柴油燃烧及放热过程的差异,应用高速摄影采集了柴油机燃用豆油甲酯和柴油的缸内燃烧火焰图像,实测了缸内压力示功图.以直接的火焰辉度图像结合放热规律分析,揭示了生物柴油和柴油缸内燃烧的历程.在未调整发动机燃烧系统参数的前提下,生物柴油因弹性模量大和十六烷值高的综合贡献,使着火时刻较柴油提前1.5°CA,其中生物柴油开始喷油时刻较柴油提前0.7°CA;在速燃期生物柴油燃烧火焰最亮辉度和持续时间均低于柴油.在燃烧的最后阶段,没有明显火焰的化学反应释放出的热量仅占2％ ～3％.     

CNG发动机运转参数对燃烧放热模型计算结果的影响

为了探讨压缩天然气(CNG)发动机运转参数对不同放热模型计算结果的影响,并确定各模型的适用范围,根据点燃式CNG发动机的缸内压力、曲轴转角等测试结果,采用3种放热率模型(Gatowski etal模型,Apparent heat release模型和R-W(Rassweiler-Withrow)模型)分别计算了燃烧放热率、已燃质量分数等参数,并进一步分析了发动机运转参数对不同放热模型计算结果的影响规律.研究结果表明,采用Apparent heat release模型和R-W模型计算所得到的燃烧放热率、已燃质量分数差异很小,二者可通用;点火提前角和过量空气系数对3种模型的计算结果差异影响很小;当节气门开度较小时,3种模型的计算结果差异很小;与其他两种模型相比,Gatowski et al模型的计算结果受发动机转速的影响更加明显;当节气门开度较小或者发动机转速高时,这3种模型可通用;当发动机转速较低时,与其他两种模型相比,采用Gatowski et al模型更加理想和精确.     

柴油机燃用复合乳化燃料放热率的计算模型

提出了适用于柴油、甲醇、水三元复合乳化燃料和柴油的热力学放热率计算模型，并利用此模型对直接喷射式2135G型柴油机进行了放热率计算研究，计算结果令人满意。同时分析研究了压力传感通道效率、计算步长；乳化燃料中水的化潜热及示功图光顺程度等因素对复合乳化燃料放热率计算精度的影响。     

燃烧光强与燃烧放热规律的转化模型

由于柴油机的燃烧光强不能等同于放热率,而且燃烧光强的形成机理也不够清楚,采用线性的方法难以求得两者之间的转换模型。基于BP神经网络,建立了柴油机的燃烧光强与放热率之间的非线性关系,研究了由燃烧光强重构放热率的神经网络方法。