柴油机燃油喷雾和燃烧过程的数值模拟

介绍了作者开发的柴油机燃油喷雾和燃烧过程三维数值模拟程序的数学模型。以ＺＨ１１０５型柴油机的３种燃烧室为例,用该计算程序对燃油喷雾和燃烧过程进行了具体模拟计算,并与试验结果进行了对比,结果证明,程序具有较好的预测内燃机燃油喷雾和燃烧过程的能力。     

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.     

直喷式柴油机燃烧过程的优化

随着人们环保意识的增强,各国对内燃机有害气体排放限制越来越严格,CO2、HC、NOx和悬浮微粒是4种主要有害物质.如何降低这些有害物质排放,也是各国研究的重要课题.     

柴油机燃烧过程的影响因素

燃料在发动机气缸中的燃烧过程,就是燃料与空气中的氧发生剧烈氧化反应,并产生大量热的过程。为了使燃料能够充分燃烧,必须要有足够的空气。理论上讲,1公斤柴油完全燃烧需要空气14.3公斤,故柴油机空燃比为14.3的可燃混合气为理论混合气,若可燃混合气的空燃比小于14.3,则意味着其中柴油含量     

天然气发动机缸内燃烧过程的数值模拟

建立了天然气发动机的三维CFD模型,验证了模型的有效性,计算和分析了缸内压力场、流场、温度场和NOx的变化情况.研究结果表明,该模型计算得到的缸内最高爆发压力与实测值较为接近,可以用于天然气发动机的工作过程计算;燃烧过程中火花塞始终处于高温区,天然气发动机设计时应考虑到火花塞周围的充分冷却:天然气发动机采用稀燃技术,大大减少了NOx的生成.     

柴油机燃烧过程数值模拟的应用及现状

根据柴油机湍流燃烧研究的最新文献,综述了柴油机工作过程数值模拟的研究现状,分析了各种模型的基本建模原理,介绍了主要模型的特点和应用范围,并指出了柴油机燃烧过程的计算机模拟趋势。     

LPG发动机缸内燃烧过程仿真分析

基于AVL的fire软件,对单缸汽油机改装的LPG发动机进行缸内燃烧过程的三维模拟计算。根据模拟计算结果,分析了LPG发动机均质混合稀薄燃烧条件、排放物的生成过程以及影响因素。模拟计算结果和分析对LPG发动机燃烧过程的完善提供了参考。     

车用直喷式柴油机多维燃烧模拟计算与分析

应用AVL公司的FIRE软件,对一台4100型直喷式柴油机的喷雾燃烧过程进行了多维模拟计算,得到了缸内流场变化,温度变化及排放物浓度分布以及示功图等重要信息。通过对柴油机缸内喷雾流场及排放污染物浓度分布情况进行详细分析,得出了油雾在燃烧室的运动情况,在理论上说明了燃烧室底部凸起可以促进缸内油气混合,以及NO和Soot的主要生成区域及生成历程,使在实验中难以观测的现象在模拟计算中得以再现,为进一步改善喷雾状况,提高燃烧过程降低有害排放提供了有力的参考依据。     

浅析柴油机燃烧过程存在的主要问题

燃烧是发动机产生动力的来源。可以说 ,内燃机的生存与发展 ,汽油机与柴油机在结构与性能上的差异、对环境的污染等 ,无不与燃烧的种类和品质有着密切的关系。柴油机的燃烧过程一般理论上可以分为四个阶段 :滞燃期、速燃期、缓燃期、后燃期。由于柴油机混合气形成和燃烧特点 ,柴油机的燃烧过程存在以下几个主要问题。1 .燃烧不完全。柴油机的混合气形成和燃烧是在压缩上止点前后不大的曲轴转角范围内完成 ,如果柴油机的转速为 1 5 0 0ｒ/ｍｉｎ ,这相当于只有 0 .0 5 6ｓ。在这样短的时间内要柴油机充分燃烧是非常困难的。2 .柴油机敲击。在…     

影响S195柴油机燃烧过程的使用因素

在柴油机工作过程中,燃烧过程是非常重要的,直接影响到柴油机的起动性能、动力性和经济性的优劣。它与柴油机使用、调整、维修及保养等方面因素有着密切的关系。本文以S柴油机为例,仅就影响其燃烧过程的使用、调整、维修保养等方面作一浅析。供机手们参考。     

柴油机燃烧过程仿真平台优化设计

在对KIVA-3V源程序进行微机化移植的基础上,利用先进的计算机软硬件技术,以缸内流体动力学为基础,耦合缸内燃烧过程多维模型,通过添加计算NOx比排放量与每循环排放量的新的子程序对仿真平台进行了优化设计。某型号柴油机仿真计算结果和实验结果的比较表明,该仿真平台能够模拟柴油机缸内燃烧过程,仿真误差客观反应了外界因素对柴油机的影响。该仿真平台对了解柴油机的性能以及对柴油机进行变参数研究都具有指导意义。     

时序进气柴油机缸内分层与燃烧排放特征数值分析

缸内再循环废气(EGR)分布是发动机缸内EGR分层燃烧研究的重点与难点,由时序进气策略通过控制进气组分的充气时段来组织缸内EGR分层分布具有重要意义。以高压共轨重型柴油机为研究对象,采用CFD(Computation fluid dynamics)方法建立全参数数值仿真平台,研究不同时序进气组分经过进气及压缩过程后在缸内的分布特征及其对柴油机缸内燃烧及排放的影响。研究中以CO2代替EGR。研究结果表明,时序进气早期进气组分在气缸底部及燃烧室壁面附近分布较浓,后期进气则在气缸中心顶部分布较浓;时序进气能够获得显著的轴向分层分布;与均匀进气相比,缸内压力和温度偏低,燃烧滞后约0.7°CA,但放热率峰值偏高,NOx排放量降低51.2%,碳烟排放量降低13.4%。     

双燃料发动机与柴油机缸内过程对比分析

应用生物质制气-柴油双燃料发动机燃烧过程的三维燃烧模型,通过与直喷柴油机的对比,分析了双燃料发动机燃烧过程中缸内的流场、喷油颗粒与燃油组分、压力、温度、NOx及O2浓度的分布和燃烧特性,较详细地得出缸内各参数随时间和空间分布的变化规律。     

燃烧室几何形状对柴油机燃烧过程影响的研究

为研究燃烧室几何形状对柴油机缸内混合气形成状况及燃烧质量的影响。应用CFD软件F ire对三种不同几何形状的燃烧室内的燃烧过程进行了数值模拟,并比较了燃烧室内速度场、燃油浓度场和温度场在不同曲轴转角时的分布情况。计算结果表明燃烧室几何形状会影响缸内的速度场和燃油分布,从而影响混合气的形成、燃烧的进行、温度场的分布和NO的生成。计算结果为柴油机的改进和优化提供了依据。     

直喷柴油机燃烧过程三维模拟研究

建立了直喷柴油机燃烧过程的三维燃烧模型,通过与试验数据的对比,验证了模型的可行性。并通过模型分析了直喷柴油机燃烧过程中缸内的流场、喷油颗粒与燃油组分、压力、温度、NOx及O2浓度的分布,较详细的得出缸内各参数随时间和空间的分布变化规律。     

柴油/乙醇燃料发动机缸内燃烧过程的数值模拟

为了研究柴油/乙醇燃料的缸内燃烧过程和污染物生成过程,采用正庚烷、多环芳香烃和NOX生成的化学反应动力学机理表征柴油燃料,柴油简化机理与乙醇简化机理对接后,与三维CFD软件-KIVA进行耦合计算.结果表明,模拟得到的缸内压力曲线与实验值吻合良好;乙醇较高的汽化潜热值使得缸内燃烧温度有所降低,可减少NOX排放;乙醇可以有效提高缸内油-气混合的均匀程度,其含氧特性增加了缸内的氧浓度,使碳烟粒子与氧的碰撞机会增大,抑制了碳烟形成.     

燃烧室形状对柴油机燃烧及排放影响的研究

为研究燃烧室几何形状对柴油机缸内燃烧过程及排放水平的影响,运用Fire软件对三种不同几何形状的燃烧室内的燃烧过程进行了三维数值模拟计算.计算结果表明,燃烧室的形状会影响缸内的速度场和混合气的形成,从而影响混合气的燃烧和NO、碳烟等排放物的生成,计算结果为柴油机的改进和优化提供了依据.     

降低柴油机排放的匹配试验与燃烧过程分析

为同时降低柴油机的Nox和碳烟排放,对不同孔径的喷油器、不同柱塞直径的喷油泵,不同供油提前角的燃烧过程进行了分析,对喷油泵、增压器、喷油器以及供油提前角等参数进行优化匹配.结果表明:在原机供油提前角的基础上,采用推迟供油、较小孔径的喷油器、大柱塞直径的喷油泵,改善燃油混合过程,减少燃烧预混期的燃油量,降低最高燃烧温度,缩短后燃.经过综合匹配,柴油机的Nox和碳烟排放分别降低了19.8%和26.9%.     

小缸径直喷柴油机喷雾与燃烧三维数值模拟

应用CFD软件对一台小缸径增压中冷柴油机进行了喷雾燃烧数值模拟,得到了详细的喷雾发展形态、燃油浓度分布和燃烧过程温度场、有害排放物分布等重要信息,为燃烧室结构优化设计和与油嘴匹配奠定基础。计算结果表明,计算示功图与实测值吻合较好;喷油阶段,油束存在碰壁现象,燃烧室凹坑底部燃油浓度较高;随着活塞下行,锥台与凹坑连接处空气运动较弱,燃油浓度较高,同时NOx与Soot生成与混合气浓度、空气运动、温度有密切联系。     

影响柴油机燃烧过程的主要因素

燃料在发动机气缸中的燃烧过程．就是燃料与空气中的氧发生剧烈氧化并产生大量热的过程。为了使燃料能够充分燃烧．必须要有足够的空气。理论上．1kg柴油完全燃烧需要空气14．3kg．故对柴油机而言,空燃比为14．3的可燃混合气可称为理论混合气。若可燃混合气的空燃比小于14．3．