低压空气辅助缸内直喷汽油机进气道设计

以2.0L四气门进气道喷射汽油机为样机,设计低压空气辅助缸内直喷汽油机,运用CFD仿真技术与气道稳流试验相结合对其进气道进行设计.建立了原进气道喷射汽油机进气道的三维仿真模型并进行计算和分析,表明气道流通能力不够强,有强滚流运动;气道内部三维流场分析结果说明部分区域存在气体滞留现象,通过气道稳流试验台对仿真结果进行了验证.根据低压空气辅助直喷汽油机对缸内气流运动特性的要求,在CFD仿真软件中对进气道结构进行了优化,通过调整气门杆附近的截面积、削弱滚流强度,提高了进气道的流通能力,同时改善了局部气流滞留现象.     

汽油机HCCI燃烧过渡过程控制策略

利用可变气门机构使部分残余废气留在缸内,是实现汽油机HCCI燃烧的切实可行的方法,然而多气门参数的调节又给燃烧控制增加了难度。本文通过试验,研究了全可变气门机构中4个控制变量对汽油机HCCI燃烧过程的影响,并对过渡过程中发动机负荷相对于各控制变量的动态响应时间进行了比较。研究发现,实现HCCI燃烧过渡过程的快速响应,应当采用适当的控制参数的耦合策略。试验结果表明,进、排气门相位的对称性原则和气门升程的同步性原则可以简化耦合策略,并改善IMEP的过渡响应。这一结果为4VVAS-HCCI汽油发动机过渡过程控制策略的研究提供了参考。     

汽油机HCCI燃烧过渡过程控制策略

利用可变气门机构使部分残余废气留在缸内,是实现汽油机HCCI燃烧的切实可行的方法,然而多气门参数的调节又给燃烧控制增加了难度.本文通过试验,研究了全可变气门机构中4个控制变量对汽油机HCCI燃烧过程的影响,并对过渡过程中发动机负荷相对于各控制变量的动态响应时间进行了比较.研究发现,实现HCCI燃烧过渡过程的快速响应,应当采用适当的控制参数的耦合策略.试验结果表明,进、排气门相位的对称性原则和气门升程的同步性原则可以简化耦合策略,并改善IMEP的过渡响应.这一结果为4VVAS-HCCI汽油发动机过渡过程控制策略的研究提供了参考.     

发动机燃烧室通道结构参数对气流运动的影响

以分隔室式天然气发动机为研究对象,利用CFD多维数值模拟计算软件,研究了燃烧室通道结构参数对压燃式天然气发动机缸内气流运动的影响。计算结果表明,燃烧室通道截面积、通道倾角、通道形状、通道布置对气流运动的形式及气流速度均有较大的影响。     

四气门直喷式柴油机缸内流场试验研究

通过螺旋气道与不同进口面积切向气道的组合试验，分析了各种组合进气系统的流通特性，发现通过改变切向气道进口面积就能很容易地实现涡流比的调节。利用热线风速仪对模拟缸内空气流动进行了测量，结果表明4气门柴油机进气过程中在远离缸盖的平面内形成稳定的旋涡，其涡流中心偏离气缸中心。揭示了4气门柴油机进气涡流的形成过程及缸内流场的特点，详细探讨了切向气道进口面积和气门升程对缸内流场的影响。     

燃烧室结构对稀燃天然气发动机性能的影

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。     

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.     

基于模糊聚类识别燃烧故障的循环内转速波动分析

利用不同发动机故障症状引起不同的缸内压力的特点,划分了几种发动机气缸不同的工作状态.同时,在自行研制的实时转速波动监测系统的基础上,对SY492Q-4型汽油机进行了循环内转速波动样本指标的测试,运用模糊聚类故障诊断的方法对多缸故障的症状进行了有效的识别.结果表明,这一方法在一定的转速范围内具有很高的准确性     

车用汽油机缸内直喷技术的研究现状与展望

从汽油机的混合气形成与调节、燃油喷射、燃烧系统3方面对车用汽油机缸内直接喷射技术的发展及新技术进行了概述。车用汽油机缸内直接喷射技术有很大的发展潜力，将得到更大发展并取代目前的进气道直接喷射方式。通过对排放、积炭、催化器及燃油喷射系统等问题的分析和探讨，提出了缸内直接喷射式汽油机进一步发展的方向和建议。     

发动机缸内空气运动的实验研究方法

各种不同发动机燃烧过程的品质均在不同程度上与空气、燃油和燃气的运动状态有关,燃烧过程将直接影响发动机的各种性能。发动机缸内空气运动情况对燃烧的质量又有着直接的影响,所以对发动机缸内流场速度分布进行深入的研究是非常必要的。为此,综述了研究发动机缸内空气运动的实验研究方法和数值模拟方法,并且给出了各种方法的应用范围、优缺点及应用前景;最后介绍了国内外缸内空气运动数值模拟的现状以及今后的发展趋势。     

基于实时性优化的内燃机燃烧分析系统研究

采用缸压传感器、数据采集卡、光电编码器和Lab VIEW软件,搭建在线缸压采集和实时燃烧分析系统平台,研究HCCI和RCCI燃烧模式的循环波动特性。针对单循环缸压测量过程中的通道效应干扰,基于频谱分析,采用FFT、线性插值法和IFFT等方法相结合的滤波方式,实现共振峰的在线自适应识别与实时滤波,较好地减少了单循环缸压的干扰误差,使单循环的实时燃烧分析成为可能。随后,基于实时滤波后的缸压曲线,计算得到内燃机的最大压力升高率、燃烧放热率、爆发压力等重要燃烧参数。利用程序算法中同步性良好的生产者/消费者运算模式提高数据的共享能力,实现了数据实时运算与数据快速储存的并行处理,提高了燃烧计算的实时性;针对发动机不同工作阶段采用了不同精度层次的计算方法,减少了进排气、压缩和膨胀阶段的计算耗时,在计算量较大的燃烧放热率计算部分,通过适当简化计算公式和公式节点运算模块来提高燃烧系统的实时性。最后,分析了燃烧分析系统的实时性,并进行了燃烧分析系统的实验验证。     

螺旋/切向气道相异气门的缸内气体分层燃烧分析

通过CFD数值模拟,对D19四气门、双进气道发动机进行相异气门的缸内气体分层燃烧分析。研究表明:相异气门可使缸内进气量和涡流比大幅提升;螺旋气道引入方式下的气体,凹坑和燃烧室相对中心区域CO₂分布较多。而切向气道引入方式下的气体,靠近切向气道一侧的CO₂分布较多,围绕燃烧室中心区域的CO₂分布较少;相异气门条件下,发动机排放的Soot和CO大幅减少,NOx略有增加。     

喷油器参数对直喷柴油机喷油及燃烧过程的影响研究

利用CFD软件对1115型柴油机在采用不同喷油器参数时的喷油及燃烧过程进行数值模拟,并分析了不同情况下的柴油机缸内燃油浓度场、示功图,排放等。结果表明:随着喷油器孔数增加、孔径减小,油柱破碎时间缩短,燃油蒸发雾化速度加快,空气利用率提高;油束贯穿距离下降,燃油碰壁现象减弱,燃烧室壁面附近的燃油量减少;油气混合速度提高,滞燃期内形成的可燃混合气量增加,燃油燃烧速率和压力升高率上升,碳烟排放量下降,但发动机零部件机械负荷和燃烧噪声增加、NOx排放量上升。     

缸套变形对柴油机颗粒物排放影响的试验与模拟

柴油机缸套的不均匀变形引起机油窜入燃烧室参与燃烧是造成颗粒物排放恶化的重要因素之一.以493型柴油机为研究对象,利用模拟与试验相结合的方法,通过优化冷却水腔结构,均匀冷却介质流场及温度场分布.达到减小缸套变形、降低颗粒物排放的目的,并通过排放试验验证了减小缸套变形对降低颗粒物排放的有效性.试验结果证明,该方法能够在采用其他方法机内降低颗粒物排放出现瓶颈时进一步降低颗粒物.     

柴油机燃用混合燃料缸内辐射传热量及热效率研究

从柴油机缸内传热着手,对柴油机燃用柴油和DMC(碳酸二甲酯)混合燃料后,柴油机缸内传热规律及热效率进行了研究.研究结果表明:燃用柴油和DMC混合燃料后,柴油机缸内燃烧改善和炭烟生成量的减少,导致缸内辐射传热量及传热损失减少.柴油机热效率提高.     

内燃机缸内传热研究进展

综述了国内外内燃机缸内传热的研究状况,分析了燃用含氧柴油(碳酸二甲酯与柴油混合油)后的缸内辐射传热,对内燃机缸内传热未来的发展进行了展望。     

螺旋气道变截面进气的缸内充量分层模拟研究

构建了YN33共轨柴油机螺旋气道-气门-气缸的CAD模型,划分螺旋气道的进气口为不同进气截面,并通过在各个截面分区进气,以及时序分区进气实现缸内的充量分层。研究表明:变截面进气时,进气截面下半部进气量比上半部进气量多7%,而右下区的进气会在缸内形成较为均匀的分布,其它区域进气则会形成浓度场各异的分布特性。三段时序进气条件下,4个区域进气对缸内进气总量贡献的差异由前段进气与后段进气所决定,且后段进气影响更大;在分布特性上,进气截面右上区和右下区的前段进气会在缸内形成明显的上稀、下浓分布特点,而后段进气均会在缸内形成上浓、下稀的分布。     

燃烧室偏心位置对缸内流场的影响

对经过直喷化改装后的1105柴油机进行了缸内流场数值仿真计算,对不偏心与偏移量不同的偏心ω形燃烧室在不喷油情况下进行了缸内过程数值仿真计算。结果表明,燃烧室偏心虽然能使缸内气体湍流动能(TKE)和缸内平均湍流强度增大,但却使缸内总动能减小,也使缸内总动量减小得更快。     

供油系统参数对增压柴油机排放的影响规律

实测了多种供油系统参数,并分析其改变对增压柴油机排放性能的影响,重点分析了供油提前角、喷油器喷孔直径和喷油泵型式与柱塞直径对各种排放物的影响规律,提出了合适的匹配方案。