固冲发动机连管进气道弯头改进设计

本文针对某固冲发动机连管试验时出现的保护套烧蚀现象,分析了造成烧蚀的原因,提出了改进方案;采用数值模拟的方法对不同的整流板布局方案进行了优选,确定了最终的改进措施,并进行了试验验证;试验结果表明:在连管试验进气道弯头内增加直板形整流板可以有效的解决保护套烧蚀问题,该方案可为其他冲压发动机解决类似问题提供参考。     

进气道布置对两气门柴油机进气门口空气运动的影响

在稳流模拟试验台上，利用研制的柴油机试验缸盖、气门口三维流速测量装置，用热线风速仪测量了不同进气道布置方案下的进气门口三维流场，分析了进气门口三维流场产生的缸内空气动量矩流率，揭示了进气道的布置对柴油机进气门口空气运动影响的变化规律。进气道布置角度的变化对柴油机气门口流场及动量矩流率产生很大影响。各速度的大小和切向速度分布曲线发生较大变化，并随升程的增大而更加明显；对螺旋气道的动量矩流率影响较大，随升程的增加影响增大；对切向气道的动量矩流率影响更为明显，随着升程的增加影响减小。     

过量空气系数与废气再循环率耦合对汽油机性能的影响

为了提高汽油机部分负荷下的燃油经济性,该文通过改变废气再循环率(EGR,exhaust gas recirculation)和过量空气系数,在一台增压进气道喷射汽油机上进行试验,研究了过量空气系数与EGR耦合对发动机部分负荷下燃油经济性和排放的影响。结果表明:随着EGR率和过量空气系数α的增加,燃烧循环变动率变大,燃烧持续期变长,且EGR是影响两者的主要因素;泵气损失显著减少,有效燃油消耗率显著降低,与EGR率=0和过量空气系数α=1条件下相比,EGR率=20%和过量空气系数α=1.1条件下的有效燃油消耗率降低了8.37%;随着EGR率的增加,THC(total hydrocarbon)排放增加,但NOx排放显著降低,高达约80%。因此,将三效催化转化器和EGR技术相结合,燃烧稀混合气,可以在满足欧Ⅴ排放法规的同时,大幅提高汽油机部分负荷下的燃油经济性。     

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.     

拔模对螺旋进气道参数化模型的影响

对螺旋进气道参数化模型是否加入拔模进行了比较,并研究了是否加入拔模对气道性能的影响,得到了相关规律,可以为螺旋进气道的设计及优化提供指导作用.     

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.     

壁面马赫数分布规律可控的新型内收缩基准流场设计方法

根据有旋特征线理论,设计出了沿程马赫数下降规律可控的轴对称基准流场,分析了基准流场的几何参数(前缘压缩角及中心体半径)的影响规律,发现选取较小的前缘压缩角和中心体半径有利于得到性能优良的基准流场;然后在设计状态Ma=6时研究了三种典型的马赫数下降规律对这种轴对称流场性能的影响。最后考虑了粘性的影响,并进行了粘性修正探索,结果表明,采用附面层位移厚度修正方法后,基准流场的壁面压力分布和无粘情况吻合良好。      

联合Miller循环和进气道喷水改善柴油机排放研究

基于某型单缸柴油机GT-Power模型研究联合Miller循环和进气道喷水,改善柴油机排放性能,并对相关参数进行了优化。当进气门延迟关闭角为5°CA,水油质量比为30%,喷水流量为10kg/h,喷水时刻为压缩上止点前300°CA时,柴油机的排放性能最好,此时NOX排放量最大减少11.43%,Soot排放量最大减少7.5%。最后用AVL-Fire软件验证了基于GT-Power模型优化结果的准确性。     

螺旋进气道制造偏差对气道性能影响的研究

为了研究螺旋进气道制造过程中不同偏差对性能的影响,本文以常柴4B26柴油机进气道为研究对象,进行了气道倾斜和不同类型气道的几何偏差的三维造型,并通过CFD计算精度验证后,对气道—气门—气缸系统中的气体流动进行了三维数值流动模拟。结果表明:气道倾斜和气道偏心,尤其是气门座和气门导管的偏心对气道性能的影响明显,在生产中应尽量减小偏差。