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。     

双进气道柴油机缸内流场三维瞬态数值模拟

利用计算流体力学(CFD)软件Fire对某双进气道柴油机进气-压缩过程进行了三维瞬态数值模拟,获得了进气—压缩过程中气缸内部流场的变化规律,探讨了涡流的形成、发展以及稳定的全过程,为柴油机的改型和优化提供了重要的理论依据。     

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。     

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%。     

内摆线单缸柴油机工作过程建模与数值模拟

运用热力学理论建立了新型内摆线单缸柴油机工作过程的数学模型,采用Matlab编制了计算程序,对缸内压力、温度和平均指示压力等主要性能指标进行了仿真研究.结果表明:所建模型能够较好地模拟和预测新型内摆线单缸柴油机性能;新型内摆线单缸柴油机活塞作简谐直线运动,气缸压力高于传统S195型柴油机,最高爆发压力提高了5%,平均指示压力提高了10.7%.说明新型内摆线能量转换机构能够改善内燃机工作过程.     

EGR对柴油机工作过程影响的一维模拟

根据柴油机的基本结构,利用BOOST软件建立带有EGR系统增压直喷柴油机一维工作模型.将柴油机台架试验获得的最佳EGR率MAP图作为一维模型中EGR控制单元的控制MAP图,建立了模拟形式下EGR系统控制单元,实现了柴油机在使用EGR后.不同工况EGR率在柴油机转速和负荷连续变化形式下,EGR对柴油机工作全过程影响的一维模拟.以柴油机转速1 900 r/min、10%负荷工况点为例,模拟计算结果表明,柴油机在使用EGR后空燃比、缸压、缸内温度和排气温度都有所下降,缸内气体质量有所增加,与柴油机台架试验获得的结论吻合.     

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。     

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。     

柴油机燃油喷雾的三维数值模拟研究

在对柴油机喷嘴建立三维动态网格并对其内部流动进行数值模拟之后,得到喷孔出口的瞬态质量流率,作为后续喷雾模型得出边界条件。把燃油喷射系统内部流动和喷雾结合起来研究,将能更真实地和更准确地反映燃油喷射现象,为柴油机燃油喷射系统技术水平的发展提供强有力的理论依据。     

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.     

LPG发动机气缸内工作过程的建模及仿真研究

以单缸四冲程LPG发动机为研究对象,为了能直观地分析其工作过程中各参数的变化而构建仿真模型。基于AVL fire软件对其进行模拟计算,通过与试验结果对比其工作过程中缸内压力、温度等数据,验证了仿真结果的有效性,为LPG发动机燃烧过程的完善提供了参考。     

喷油系统匹配对小缸径柴油机工作过程及噪声性能的影响

运用试验和模拟计算分析的方法,系统地分析了N485柴油机配装两种不同喷油泵的喷油系统时,喷油系统性能、柴油机工作过程以及整机噪声的变化。研究表明,装配BQ喷油泵,喷油系统的喷油压力较高,供油速率较大和供油持续时间缩短,使得滞燃期的喷油量增加,滞燃期内形成的可燃混合气较多,预混燃烧剧烈,导致整机噪声声功率级增加。     

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。     

车用493型柴油机冷却问题初探——机体冷却水流动CFD模拟

车用493型柴油机在我国主要是轻卡的配套动力,量大面广。为了在提高升功率的同时满足国家排放要求,很多研究工作主要着重于强化结构件、改进气道及工作过程、提高供给系统的喷油压力等,在冷却方面着力不够。实际上冷却不均衡,热应力集中同样会造成机体变形,导致颗粒物排放上升。冷却效果的好坏又在很大程度上取决于冷却水套内冷却介质流动以及分布的情况。本文从冷却分析入手,利用CFD商用流体软件STAR-CD对车用493型柴油机的冷却系统中的机体内冷却水的流动进行了三维数值模拟,给出冷却水套内冷却介质的流动场,分析它对换热的影响。     

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。     

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%。     

直喷式柴油机进气流场的数值模拟研究

螺旋进气道特性(流量系数和无量纲涡流数)对柴油机性能有重要的影响。本文介绍了螺旋进气道的逆向设计方法,利用计算流体力学软件对进气流动进行了计算模拟,在稳流气道试验台上验证了计算结果的准确性,获得了流场压力、速度、湍动能等参数分布规律,为气道的设计与改进提供了理论依据。     

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。