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.     

燃烧室形状对直喷柴油机烟度影响

分析了直喷柴油机燃烧室形状对气缸内可燃混合气形成的影响,探讨了通过燃烧室结构设计的优化,以改善直喷柴油机提高功率后排气烟度增大的问题,并对缩口型、四方型、花瓣型三种新型燃烧室与普通ω型燃烧室的性能进行分析比较.     

柴油机缸内燃烧过程仿真

本文以某6缸柴油机为研究对象,建立燃烧过程计算模型,对从进气门关闭到排气门打开的过程进行数值模拟,通过计算出的缸内压力、放热率和温度场分布图来预测其基本性能,并实现内燃机结构参数与运行参数的优化,从而实现减排节能。     

燃烧室结构对天然气发动机燃烧过程的影响

为了研究燃烧室结构对天然气发动机燃烧过程的影响,模拟了浅盆形和涡流室式燃烧室结构的天然气发动机的进气、压缩及燃烧过程。给出了2种不同结构燃烧室的燃烧持续期、燃烧过程中缸内气流运动、火焰前锋面位置等,并对2种燃烧室进行了试验对比。模拟计算及试验结果表明,通过涡流室喷孔的约束作用,可以改善已燃气体和未燃气体之间的传热传质模式,提高火焰传播速度。     

低排放的直喷式柴油机燃烧室形状的研究

针对６１１０直喷式柴油机进气系统和喷油系统的特点,设计了几种缩口燃烧室,研究了燃烧室形状对高压喷射直喷式柴油机性能和排放的影响规律,试验结果表明,缩口燃烧室有利于实现柴油机的动力性,经济性 和排放指标的折衷,特别是创造了氮氧化物排放和微粒排放同时降低的条件;大的底台体积和较长唇部的缩口燃烧室有利于延迟喷油,可以更加有利于氮氧化物和微粒排放的降低,喷油提前角和喷雾锥角决定着燃汪在燃烧室内的落点高度,     

CNG发动机燃烧室形状对气流运动和燃烧特性的影响

为提高天然气发动机的燃烧品质,基于6105型涡轮增压CNG发动机,通过建模分析法,对发动机不同燃烧室形状对缸内气流运动和燃烧特性的影响进行了三维数值模拟研究。研究结果表明,燃烧室形状对挤流的形成和燃烧过程有着重要影响。缩口型燃烧室具有较大的挤流强度和较长的涡流持续期,火焰传播速度快,燃烧性能好,但其火花塞附近的热负荷较大,NOx的含量高。敞口型燃烧室挤流强度较弱,火焰传播速度较慢,燃烧性能最差。直口型燃烧室则介于两者之间,既能保证较快的火焰传播速度和较好的燃烧性能,又降低了其火花塞附近的热负荷和NOx的排放量,是较适合天然气发动机采用的燃烧室。     

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     

涡流室柴油机燃烧过程模拟

利用FLUENT软件构建了描述S195型涡流室单缸柴油机燃烧过程的三维数学物理模型,并对气体在涡流室内的运动情况进行了数值模拟分析,获得了缸内气体的压力变化、温度变化以及碳烟排放的情况。实测结果表明,该模型能够比较准确地模拟涡流室柴油机的燃烧过程。     

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。     

燃烧室形状对105型柴油机缸内气体流动和排放特性的影响

分析了燃烧室形状对柴油机缺内气体流动和排放特性的影响。用三维有限元程序,在不喷射燃油的情况下,系统地分析了缺内气体涡流、挤流、湍流等参数随曲轴转角的变化关系,并在单缸１０５型柴油机上进行了性能试验,计算和试验结果表明,优化燃烧室内何形状可以处长缸内高涡流的持续时间,活跃燃烧后期的扩散燃烧。通过延迟喷油定时,可以达到ＮＯｘ、烟度和油耗的良好折中。     

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。     

柴油机内锥碰撞式伞状喷雾燃烧系统性能试验

为提高直喷式柴油机缸内油气的混合速率及其分布均匀度,利用从多孔油嘴喷出的油束撞击设置在喷孔出口外围的内锥导向面上,扩展成近似的伞状喷雾,喷雾的碰撞量可以通过改变喷孔和碰撞面的相对位置来调整.应用FIRE 8.4对全碰和半碰喷雾及多孔自由喷雾的空间分布特性进行了模拟分析.结果表明:与自由喷雾相比,内锥碰撞式伞状喷雾具有扩散度高、周向分布均匀的特点.在单缸135型柴油机上进行的燃烧性能对比试验表明:半碰方式好于全碰方式,半碰方式时采用4孔油嘴优于6孔油嘴,适当的供油提前角有利于实现柴油机的热预混合燃烧.     

O2/CO2环境下柴油机燃烧特性数值模拟

为了突破柴油机NOx-Soot折中曲线的束缚,提出基于O2/CO2环境的柴油机燃烧新模式,运用AVL-FIRE软件对发动机缸内压力、温度场分布及整机动力性能进行数值模拟,分析不同参数对柴油机燃烧特性的影响,从而获得最佳的O2/CO2摩尔百分比,最后在光学发动机上对典型曲轴转角时刻缸内燃烧过程进行了可视化研究。仿真结果表明,当供油提前角不变时,O2低于50%时,缸内柴油无法着火燃烧;O2为65%、CO2为35%是该方案中的最佳参数组合;当改变供油提前角时,O2为50%、CO2为50%是该方案中的最佳参数组合。光学可视化试验表明,O2/CO2环境的最大压力升高率时刻、最大放热率时刻缸内平均温度均低于正常空气时,而最大爆发压力时刻的缸内平均温度略高于正常空气时;和正常空气相比,O2/CO2环境的主燃烧期扩散燃烧速率提高约37.6%。     

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。     

燃烧室结构对稀燃天然气发动机性能的影响

阐述了稀燃天然气发动机缸内不同气体运动及其产生机理,分析了缸内气体运动对发动机燃烧过程的影响.针对稀燃天然气发动机的燃烧过程,设计了不同结构形状和尺寸的燃烧室,并分别通过数值模拟和试验方法,就不同结构的燃烧室对天然气发动机性能的影响进行了研究.结果显示,产生湍流强度大的燃烧室燃烧速度快,动力性和经济性较好,而NOx排放量也较大.