增压柴油机进排气压力波变化规律研究--基于一维仿真模型

使用 Boost 软件建立起一款增压柴油机工作过程的一维计算模型,并利用发动机台架实验数据对该模型进行了标定和验证,进而在确保模型满足误差要求的情况下,通过该模型计算得到了实验难以获取的气门位置的进排气压力波信息;结合柴油机实际特点,对这些不同工况下的进排气压力波的变化规律进行了归纳比较及合理性分析,并与相应工况下缸内压力进行了比较;最后,基于理想进排气压力波的关键要素要求,指出了进一步优化进排气压力波的必要性,并提出了优化的初步方向及具体措施。研究工作表明了一维仿真研究进排气压力波的可行性、实用性和准确性。     

一种发动机转速测量仪的研制

利用发动机排气压力瞬间增大减小和转速的比例关系,采集发动机排气压力的频率信号,并将压力信号转为电信号传递至信号处理器转换成数字脉冲信号,再传递至中央处理器,根据数字脉冲信号计算并通过显示器显示转速数值.这种测速仪可以避免外界因素对于检测结果的影响,既可用于发动机生产线检测,又方便用于专门的道路汽车速度测试.     

基于GT-SUITE的发动机排气压力波仿真分析

为研究排气系统内压力波的形成及其传播过程与发动机工作状况之间的关系,本文利用GT-POWER软件建立一个4缸4行程的汽油发动机模型。结果显示在发动机的一个工作周期内,压力波出现了4个波峰和波谷,分别对应4个气缸的排气行程;修改发动机的转速,会影响排气压力波的幅值、谐波成分、相位等参数;在排气行程末期,排气压力波在排气管内发生干涉、叠加和负压效应。     

射流脉冲三通结构参数数值模拟与优化

基于CFX数值模拟技术,对射流脉冲三通的内部结构进行设计.首先通过控制变量法,得到了射流三通的稳定振荡区间,其中各关键结构参数的设计范围分别为分流劈距20~45 mm,位差1.1~2.1 mm,侧壁倾角6°~16°.在该结构范围内进行4因素3水平正交试验设计,4组因素分别为位差比、侧壁倾角、劈距比、喷嘴深宽比,3组水平分别为脉冲频率、水头振幅和流量振幅,得到了各因素对性能指标的影响主次顺序和最优模型设计方案.对比优化模型与普通模型的脉冲效果,模拟结果表明优化模型的脉冲频率提高了0~2.5 Hz,水头振幅提高了0~20 kPa.对普通三通和射流三通的脉冲效果进行水力性能试验,其中射流三通的脉冲频率为2.0~4.0 Hz,比模拟结果偏小,水头振幅为17~53 kPa,比模拟结果偏大.与普通三通相比,不同压力条件下,射流三通的单侧出口流量均较大,说明射流三通能够提供稳定的脉冲水流.     

奎西发动机的工作原理及其应用

介绍了奎西发动机的由来、结构、工作原理、应用、优越性和发展潜力.奎西发动机采用壳体(定子)-转子结构设计,其转子为4个枢轴叶片构成的可变的菱形几何结构,转子每转1周,奎西发动机完成4个燃烧冲程,没有轴机构,容积脉冲波和压力脉冲波不遵循正弦波规律,与往复活塞式和汪克尔发动机的特性不同,适用于作为光电爆震发动机.奎西发动机以其独特、新颖的结构为解决汽车发动机油耗和尾气排放这两个问题提供了一个飞跃性的技术平台.     

水下自激脉冲射流装置流场的数值模拟及试验研究

利用自行研制的淹没射流试验平台进行水下自激脉冲射流试验,得到水下自激脉冲射流驻点压力的径向和轴向分布,通过建立相应的物理模型和数学模型,对水下自激脉冲射流内外流场进行了数值模拟,得到装置内、外流场的压力和速度分布,并对计算结果进行试验验证.结果表明:自激脉冲射流在非淹没条件下,有明显的低频脉冲发生,而在淹没条件下,部分射流能量消耗在淹没水流中,以致在腔室内难以形成空化,没有产生明显的脉冲,且驻点压力大幅度减小;不同水深的径向压力分布曲线基本是相同的,近似服从高斯正态分布;轴向驻点压力均随靶距的增大而减小,其衰减特性与连续射流及非淹没情况相似,只是其在有围压情况下衰减速度更快;水下自激脉冲射流装置的内部流场存在轴心主射流低压区、两个对称的负压区、碰撞高压区,并在靠近碰撞体的腔体处产生漩涡,其外流场和冲击射流流场相似,但不存在射流核心区.     

自激脉冲射流装置的压力特性分析

利用自行研制的试验系统对自激脉冲射流装置压力特性和打击力进行了试验研究,探讨了腔长和工作压力对射流打击力和脉冲效果的影响,研究了自激脉冲射流装置腔壁不同部位的压力变化特点和打击力变化特点。试验结果表明,当腔长较小时,装置在各个工作压力条件下均没有脉冲效果,随着腔长逐渐变大,逐渐产生脉冲效果,并在一定的工作压力范围内取得最佳脉冲效果;在射流核二侧形成的漩涡型空化气囊,是产生脉冲射流根本原因;当脉冲效果较好时,装置腔壁不同部位的压力与打击力变化呈现明显的周期性,但装置不同部位压力和打击力之间的变化周期并不同步。     

微型自动排气阀的工作机理与排气特性

为研究某微型自动排气阀的工作机理和排气特性,并为性能预测和优化设计提供理论基础,采用CFD计算方法对其内部流动和排气特性进行数值模拟研究并进行试验验证.建立了排气阀完整的CFD分析模型并进行三维流场计算,获得了排气和排油状态下的内部流场结构和相应的截止压力.分析了阀瓣位置、流道尺寸对球体升力和阀门截止压力等参数的影响,比较了CFD计算结果和通用理论公式计算结果.建立了排气阀排气特性的测试装置,对排油和排气工况下的截止压力进行测量.研究结果表明:基于CFD分析的截止压力预测结果与试验结果吻合较好;在油介质条件下,通用理论公式计算结果相对CFD预测结果存在较大误差,在空气介质下,两者吻合较好;阀瓣1/2腔高位置的计算结果较为合适;该类型排气阀在结构等比例放大后可保持截止压力不变;所得计算方法及排气特性分析结果可应用于微型排气阀的设计与优化.     

毛管射流三通结构参数优化与试验验证

为了提高毛管射流三通的脉冲特性,采用正交设计方法,选取喷嘴宽度、喷嘴深度、控制管宽度、位差、劈距、侧壁夹角6个因素,每个因素取5个水平参数,设计了共25组不同结构的毛管射流三通模型.采用CFX数值模拟技术,对25组三通模型进行模拟计算.以脉冲频率、水头振幅和压差作为试验评价指标,通过极差法分析了结构参数对脉冲特性的影响规律,确定影响各因素的主次顺序;利用方差法确定影响因素显著特性,确定最优结构尺寸模型.经过试验验证,结果表明在进口压力为50~120 kPa下,与4 mm喷嘴宽度射流三通相比,优化模型射流三通脉冲频率提高了3~10次/min,水头振幅(压力)提高了3.2~11.1 kPa,灌水均匀系数提高了0.53%~1.94%,流量偏差率降低了0.81%~5.33%.优化射流三通模型可提供持续稳定脉冲水流,脉冲特性得到较大提高,可有效改善灌水均匀度.     

涡流发生器对试验尾水管性能改善作用分析

为设计出1种含有涡流发生器的新型试验尾水管,对涡流发生器的机理进行一定的研究,并结合尾水管的工作原理,进行计算模拟和试验验证.根据尾水管的几何特征,运用壁面函数法建立全流道结构网格,用SST模型对其进行数值计算,分别以涡产生截面和涡开始发展截面作为涡流发生器叶片的安装截面,先后模拟了其55种不同工况下的水流特性.同时计算出尾水管各工况下的能量恢复系数,找出能使其能量恢复系数提高最大的安装方法.研究结果表明:以15°夹角于尾水管涡开始形成截面,对涡方式安装2对涡流发生器,且涡流发生器的安装截面在尾水管内部涡开始形成的位置.利用此安装方法进行试验验证,测量出试验尾水管的能量恢复系数提高了3.2个百分点,同时,提出了涡流发生器的安装截面为尾水管内部涡流开始形成的截面.为在建和改建水电站提供了一定的依据.     

增压柴油机进、排气管压力波动计算与分析

分析了影响进气管波动效应、增压柴油机排气管压力波动和废气能量利用的因素，通过对缸内工作过程的计算，编制了增压柴油机进、排气管内气体压力波动计算程序，利用该程序对增压柴油机的进、排气管内气体压力波动过程进行了计算。分析了4102BZLQ柴油机在额定转速下，不同的进、排气管长度对进、排气管内气体流动状态的影响，并提出改进意见。     

车用废气能量回收利用技术现状分析与发展前景

分析了汽车废气能量回收利用技术的现状,提出利用汽车废气驱动涡轮机旋转,进而带动同轴的压气机和稀土永磁发电机工作,同时实现给发动机气缸提供压缩空气以增加发动机的有效功率和给汽车用电设备提供电源或给蓄电池充电。     

传感器在汽车发动机上的应用

介绍了现代发动机应用中的各种传感器,并提出了传感器技术在汽车发动机应用中的发展趋势。     

进气道燃料喷射氢内燃机回火机理与控制研究

建立了包含进气道和气缸的氢内燃机三维仿真模型,研究了进气道燃料喷射氢内燃机不同转速和负荷条件下的回火机理.提出了通过优化喷氢相位,使低浓度混合气在进气门打开时首先进入气缸,降低缸内废气和热点温度,从而抑制回火的方法.仿真分析了不同转速和负荷条件下喷氢相位对进气门处混合气浓度和温度的影响,得到了最优的喷氢相位.经试验验证,优化的喷氢相位使氢内燃机能够在全工况内达到或超过混合气化学当量燃空比无回火工作.     

天然气发动机在汽车上的应用

在现有汽车结构不发生根本改变的条件下,开发和利用新能源可以缓解石油危机的压力,也可以减少汽车对环境的污染。为此,对比了天然气与汽油、柴油的理化特性,阐述了天然气发动机的排放特性以及汽油发动机和柴油发动机采用天然气为燃料的改装设计方法,提出了提高天然气发动机功率的措施,得出天然气发动机具有压缩比高、功率损失大、点火能量高和尾气排放低的结论,同时指出提高压缩比和点火能量、加大点火提前角可提高天然气发动机的功率。     

新型曲柄连杆机构运动学模型的研究

提出一种用于内燃机的新型曲柄连杆机构,建立了该机构的运动学数学模型,并编制了计算机程序。根据程序输出结果对新型曲柄连杆机构的活塞运动规律进行了重点分析。结果发现,经过改进的新型曲柄连杆机构具有明显的活塞运动的非对称性,并简析了这种新特性有可能对内燃机工作过程产生的影响。     

基于数据融合的发动机废气数据分析方法研究

发动机废气排放测试数据因受发动机工作状态的影响存在着一定的波动性和偶然性,因此在废气数据的测试中存在较大的误差.为此,提出了一种基于数据融合的废气数据分析统计方法.这种方法通过把发动机的某一运转状态下测试的多组数据值进行分批估计数据融合,可使得数据融合值更接近真实值,从而进一步提高测试系统的精确性.该算法在由LabVIEW语言编制的程序中得到了验证.     

电控多点喷射燃气发动机的改进设计

通过优化与改进燃料供给系统、点火系统和进排气系统、提高压缩比、设计电控单元等措施,对NJG427型发动机进行电控多点喷射燃气发动机的改进设计,并对改进后的发动机进行了发动机台架实验测试。实验结果表明,改装后燃气发动机的动力性能得以恢复,经济性能明显改善,排放水平符合欧洲号排放法规要求。